Осциллирующая U-образная трубка

Эта статья включает список ссылок , связанных чтений или внешних ссылок , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, введя более точные цитаты. ( Март 2014 ) ( Узнайте, как и когда удалять это сообщение )

Осциллирующая U-образная трубка — это метод определения плотности жидкостей и газов , основанный на электронном измерении частоты колебаний , из которого вычисляется значение плотности. Этот принцип измерения основан на модели «масса-пружина».

Образец помещается в контейнер с колебательной емкостью. Собственная частота этого контейнера зависит от массы образца . Этот контейнер с колебательной емкостью представляет собой полую стеклянную трубку U-образной формы (колеблющуюся U-образную трубку), которая электронно возбуждается в незатухающие колебания. Две ветви U-образного осциллятора функционируют как его пружинные элементы.

Направление колебания перпендикулярно уровню двух ветвей. На собственную частоту осциллятора влияет только та часть образца, которая фактически участвует в колебании. Объем, вовлеченный в колебание, ограничен стационарными узлами колебания в опорных точках осциллятора. Если осциллятор заполнен по крайней мере до опорных точек, в колебании всегда участвует один и тот же точно определенный объем , поэтому измеренное значение массы образца можно использовать для расчета его плотности.

Переполнение осциллятора за пределами опорных точек не имеет значения для измерения. По этой причине осциллятор может также использоваться для измерения плотности образцов сред, протекающих через трубку (непрерывное измерение).

В современных цифровых измерителях плотности пьезоэлементы используются для возбуждения U-образной трубки, при этом оптические датчики определяют период колебаний. Этот период τ может быть измерен с высоким разрешением и находится в простой зависимости от плотности ρ образца в осцилляторе:

${\displaystyle \rho =A\cdot \tau ^{2}-B}$

A и B — соответствующие константы прибора каждого осциллятора. Их значения определяются путем калибровки с двумя веществами с точно известными плотностями ρ1 и ρ2. Современные приборы вычисляют и сохраняют константы A и B после двух калибровочных измерений, которые в основном выполняются с воздухом и водой . Они используют подходящие меры для компенсации различных паразитных влияний на результат измерения, например, влияние вязкости образца и нелинейности, вызванной конечной массой измерительного прибора, а также эффекты старения стекла (опорный генератор).

В 1967 году на выставке ACHEMA компания Anton Paar GmbH представила первый цифровой плотномер для жидкостей и газов, использующий принцип осциллирующей U-образной трубки.

• Отто Кратки и др., «Устройство для определения плотности». Патент США 3523446, https://patents.google.com/patent/US3523446
• Штабингер, Ганс: «Измерение плотности с использованием современных осциллирующих преобразователей», South Yorkshire Trading Standards Unit, Шеффилд, 1994 г.
• ИСО 15212-1

• Антон Паар ГмбХ
• Доктор Ганс Штабингер