什么是音叉密度计
音叉密度计(tuning fork densitometer)是根据音叉振动原理而设计,只需检测其振动频率即可确定液体密度值,精度高,稳定性好。该元件在压电晶体的驱动下以固有频率振动,振动的频率通过另一个压电晶体检测出来,并经过移相和放大电路处理,叉体稳定地振动在固有谐振频率上。当液体介质流经叉体时,由于叉体间介质质量的改变,会引起谐振频率的变化。通过测量这个频率的变化,就可以计算出介质的密度。当被测液体密度变化时,液体流动时的振动频率也随之改变。
当调谐叉体浸入到被测液体中,调谐叉体的附加质量发生变化,导致调谐叉体的振动频率发生变化,当被测流体密度增加时,其总的质量增加,则振动频率降低,反之亦然。
当音叉间介质为真空时,谐振频率与固有频率相等,当音叉浸入被测液体时,音叉间介质的密度不为零,音叉的谐振频率和固有频率不相等。根据振动原理,音叉的振动频率f与其质量和被测对象的质量成反比,关系如下:
式中:mg=音叉的质量,mc=被测介质的质量,k=比例因子。
进一步推算可得到被测流体的密度与音叉的振动频率间的关系式:
式中:f气:空气中的频率;ρ水:水的密度;f水:水中的频率;ρ液,被测液体介质的密度;f液,在被测液体介质中的频率。从式中可以看出,被测液体的密度变化值与音叉在各液体介质中的振动频率相关。排除了音叉质量及介质体积的影响。
音叉密度计可以安装在管道上,连续进行流体密度的测量,并且测量精度高,其输出的频率信号可用数字化显示,使用率高,该密度计在连续在线测量和控制生产过程等方面有着广泛的用途;也可用于食品工业中牛奶、糖浆等产品生产过程中的密度控制等等;该产品具有安装简单、免维护、性能稳定,广泛应用于石油化工、医药、造纸、食品加工和纺织印染等行业。