JPH05215659A - サンプルで満たされた測定振動子の周期持続時間から液体およびガスの密度を測定する装置 - Google Patents
サンプルで満たされた測定振動子の周期持続時間から液体およびガスの密度を測定する装置Info
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- JPH05215659A JPH05215659A JP4273887A JP27388792A JPH05215659A JP H05215659 A JPH05215659 A JP H05215659A JP 4273887 A JP4273887 A JP 4273887A JP 27388792 A JP27388792 A JP 27388792A JP H05215659 A JPH05215659 A JP H05215659A
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 サンプルで満たされた測定振動子の周期持続
時間から液体およびガスの密度を測定する装置におい
て、温度および老化に無関係な測定結果を得るようにす
る。 【構成】 基準振動子２が設けられており、この基準振
動子は測定振動子１と熱的接触状態にある。この場合、
基準振動子２も、変換器６と励振器４によりその機械的
共振周波数で励振可能である。さらに基準振動子２は、
周期が基準振動子２の周期と、またはその倍数と一致す
る周期的な信号を送出する。
時間から液体およびガスの密度を測定する装置におい
て、温度および老化に無関係な測定結果を得るようにす
る。 【構成】 基準振動子２が設けられており、この基準振
動子は測定振動子１と熱的接触状態にある。この場合、
基準振動子２も、変換器６と励振器４によりその機械的
共振周波数で励振可能である。さらに基準振動子２は、
周期が基準振動子２の周期と、またはその倍数と一致す
る周期的な信号を送出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サンプルで満たされた
測定振動子の周期持続時間から液体およびガスの密度を
測定する装置に関する。この場合、前記測定振動子を励
振させるために励振増幅器が設けられており、該励振増
幅器は、変換器および励振器を介して前記測定振動子を
その機械的な共振周波数で励振させ、さらに該励振増幅
器は周期的な電気信号を送出するようにし、該電気信号
はその周期が前記測定振動子の周期と、またはその倍数
と一致している。
測定振動子の周期持続時間から液体およびガスの密度を
測定する装置に関する。この場合、前記測定振動子を励
振させるために励振増幅器が設けられており、該励振増
幅器は、変換器および励振器を介して前記測定振動子を
その機械的な共振周波数で励振させ、さらに該励振増幅
器は周期的な電気信号を送出するようにし、該電気信号
はその周期が前記測定振動子の周期と、またはその倍数
と一致している。
【０００２】
【従来の技術】上記の形式の装置は、例えばオーストリ
ア特許第３５６９４３号公報により公知である。精確な
測定の前提条件は、測定中に振動パラメータが一定であ
ることである。しかし実際ににおいてこのことを期待す
ることはできない。そしてとりわけ測定振動子の弾性特
性は温度および老化に起因する変化の影響を受け、この
ことにより固有周波数のドリフトが生じる。このドリフ
トは、測定振動子の温度の大きな変化によりとりわけ顕
著に生じる。精確な測定を行なう場合、このような状況
においては測定振動子の特性が再び安定するまで何日も
待たなければならない。
ア特許第３５６９４３号公報により公知である。精確な
測定の前提条件は、測定中に振動パラメータが一定であ
ることである。しかし実際ににおいてこのことを期待す
ることはできない。そしてとりわけ測定振動子の弾性特
性は温度および老化に起因する変化の影響を受け、この
ことにより固有周波数のドリフトが生じる。このドリフ
トは、測定振動子の温度の大きな変化によりとりわけ顕
著に生じる。精確な測定を行なう場合、このような状況
においては測定振動子の特性が再び安定するまで何日も
待たなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、上記の欠点を回避し、冒頭で述べた形式の装置
を、温度および老化に起因する変動の補償が行われるよ
うに構成することにある。
題は、上記の欠点を回避し、冒頭で述べた形式の装置
を、温度および老化に起因する変動の補償が行われるよ
うに構成することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は次の構成により解決される。すなわち、基準振動子が
設けられており、該基準振動子は前記測定振動子と熱的
接触状態にあり、前記基準振動子も、変換器および励振
器を介してその機械的な共振周波数で励振され、周期が
当該基準振動子の周期と、またはその倍数と一致する別
の周期的な信号を送出するようにしたことにより解決さ
れる。
は次の構成により解決される。すなわち、基準振動子が
設けられており、該基準振動子は前記測定振動子と熱的
接触状態にあり、前記基準振動子も、変換器および励振
器を介してその機械的な共振周波数で励振され、周期が
当該基準振動子の周期と、またはその倍数と一致する別
の周期的な信号を送出するようにしたことにより解決さ
れる。
【０００５】
【発明の利点】上記の構成により、温度および老化に起
因する変化が両方の振動子に等しく作用するようにな
る。測定振動子と基準振動子の共振振動を比較すること
により、温度および老化に起因する測定振動子の測定結
果の偏差を補償することができる。
因する変化が両方の振動子に等しく作用するようにな
る。測定振動子と基準振動子の共振振動を比較すること
により、温度および老化に起因する測定振動子の測定結
果の偏差を補償することができる。
【０００６】本発明の別の特徴によれば、測定振動子と
基準振動子は同じ材料から形成されている。
基準振動子は同じ材料から形成されている。
【０００７】この構成により、両方の振動子の温度変化
ならびに老化が同じように生じる。このことにより測定
結果の簡単な評価が可能になる。したがってこのような
場合、両方の振動子の周波数から単に商を形成すれば、
温度に依存せず時間的に安定した値を得ることができ
る。何故ならば温度の影響と振動子の材料の老化による
周波数の変動は減少するからである。密度を測定する目
的で、測定振動子だけがサンプルで満たされるのに対
し、基準振動子には一定の密度の媒体が満たされるか、
ないしは排気状態に保たれる。その際、密度は公知のよ
うにして変形された振動式により、両方の周波数の商か
ら算出される。
ならびに老化が同じように生じる。このことにより測定
結果の簡単な評価が可能になる。したがってこのような
場合、両方の振動子の周波数から単に商を形成すれば、
温度に依存せず時間的に安定した値を得ることができ
る。何故ならば温度の影響と振動子の材料の老化による
周波数の変動は減少するからである。密度を測定する目
的で、測定振動子だけがサンプルで満たされるのに対
し、基準振動子には一定の密度の媒体が満たされるか、
ないしは排気状態に保たれる。その際、密度は公知のよ
うにして変形された振動式により、両方の周波数の商か
ら算出される。
【０００８】 ω1 2 = [c1・f(θ,t)] / [M + V(1 + 3αθ)] ω2 2 = [c2・f(θ,t)] / m Q2 =ω2 2 / ω1 2 = [c2/(c1・m)][M + pV(1+3αθ）］ ここにおいて： ω１．．．．．．測定振動子の角周波数 ω2......基準振動子の角周波数 c1 ......測定振動子のばね定数 c2 ......基準振動子のばね定数 M ......空の測定振動子の質量 V ......振動子内のサンプルの体積 α ......測定振動子の膨張係数 m ......基準振動子の質量 θ ......測定装置の温度 t ......時間 f(θ,t)..両方の振動子の材料弾性特性の時間と温度の
関係 Q ......角周波数の商ω1/ω2 p ......サンプルの密度 変形および定数ＡおよびＢの代入により、温度θのとき
に測定された密度は次のようになる： p = (A ・Q2 - B)・(1 - 3 αθ) 測定振動子および基準振動子を管として構成し同じよう
な液体で満たすと、例えば溶液およびその溶媒で満たす
と、密度の相違だけが商に影響を及ぼす。このことによ
り著しく感度の高い密度差測定が達成される。
関係 Q ......角周波数の商ω1/ω2 p ......サンプルの密度 変形および定数ＡおよびＢの代入により、温度θのとき
に測定された密度は次のようになる： p = (A ・Q2 - B)・(1 - 3 αθ) 測定振動子および基準振動子を管として構成し同じよう
な液体で満たすと、例えば溶液およびその溶媒で満たす
と、密度の相違だけが商に影響を及ぼす。このことによ
り著しく感度の高い密度差測定が達成される。
【０００９】さらに本発明の別の特徴によれば、基準振
動子の共振周波数が測定振動子の共振周波数と実質的に
−例えばファクタ２だけ−異なるように構成することが
できる。例えば基準振動子は、測定振動子との結合振動
を回避するために、測定振動子よりも高い固有周波数を
有している。このことは、基準振動子を測定振動子より
も短く構成することにより達成される。有利には測定振
動子の約４０％の長さにすることで、測定振動子よりも
２倍高い固有振動が得られる。
動子の共振周波数が測定振動子の共振周波数と実質的に
−例えばファクタ２だけ−異なるように構成することが
できる。例えば基準振動子は、測定振動子との結合振動
を回避するために、測定振動子よりも高い固有周波数を
有している。このことは、基準振動子を測定振動子より
も短く構成することにより達成される。有利には測定振
動子の約４０％の長さにすることで、測定振動子よりも
２倍高い固有振動が得られる。
【００１０】さらに、両方の振動子が１つの共通のケー
シング内に配置されるように構成することができる。
シング内に配置されるように構成することができる。
【００１１】このようにして、測定振動子と基準振動子
との間の極めて良好な熱結合が保証される。
との間の極めて良好な熱結合が保証される。
【００１２】ケーシングがその一方の端部で対向質量体
に当接するようにし、他方の端部で励振器に、例えば圧
電素子に当接するように構成することができる。
に当接するようにし、他方の端部で励振器に、例えば圧
電素子に当接するように構成することができる。
【００１３】このようにして、両方の振動子をただ１つ
の励振器で励振させることができる。
の励振器で励振させることができる。
【００１４】また、加算増幅器により励振器を制御する
ように構成することができる。この加算増幅器の入力側
には、振動子に設けられた変換器、例えば磁気ダイナミ
ック変換器または光電変換器が、励振増幅器を介して接
続されている。この場合、各変換器は、各々に配属され
た周波数計数器と接続されており、それらの周波数計数
器は出力側において、測定された周波数から商を算出す
る計算機構と接続されている。
ように構成することができる。この加算増幅器の入力側
には、振動子に設けられた変換器、例えば磁気ダイナミ
ック変換器または光電変換器が、励振増幅器を介して接
続されている。この場合、各変換器は、各々に配属され
た周波数計数器と接続されており、それらの周波数計数
器は出力側において、測定された周波数から商を算出す
る計算機構と接続されている。
【００１５】このようにして、本発明による装置を制御
するための著しく簡単な構成が得られる。
するための著しく簡単な構成が得られる。
【００１６】次に、本発明による装置を略示した図面に
基づき本発明を詳細に説明する。
基づき本発明を詳細に説明する。
【００１７】
【実施例の説明】対向質量体１１にはその支持台１２上
に、ケーシング３の一方の端部が載置されている。ケー
シング３の他方の端部は、圧電素子により構成された励
振器４上に載置されており、この励振器自体は対向質量
体１１上に載置されている。
に、ケーシング３の一方の端部が載置されている。ケー
シング３の他方の端部は、圧電素子により構成された励
振器４上に載置されており、この励振器自体は対向質量
体１１上に載置されている。
【００１８】上記の励振器４は加算増幅器１３により作
動される。
動される。
【００１９】ケーシング３内には、密度を測定すべきサ
ンプルで満たされた測定振動子１が保持されてている。
ンプルで満たされた測定振動子１が保持されてている。
【００２０】さらに、ケーシング３内には基準振動子２
が保持されており、この振動子は測定振動子１よりも約
４０％短く構成されており、その密度に関して一定の媒
体で満たされているか、あるいは良好には真空排気され
ている。
が保持されており、この振動子は測定振動子１よりも約
４０％短く構成されており、その密度に関して一定の媒
体で満たされているか、あるいは良好には真空排気され
ている。
【００２１】これら両方の振動子１および２上に磁気ダ
イナミック変換器５、６が配置されている。これらの変
換器は、振動子に取り付けられた永久磁石とケーシング
内に設けられたコイルとにより構成されており、振動子
１、２の振動を相応の電気信号に変換する。
イナミック変換器５、６が配置されている。これらの変
換器は、振動子に取り付けられた永久磁石とケーシング
内に設けられたコイルとにより構成されており、振動子
１、２の振動を相応の電気信号に変換する。
【００２２】これらの変換器５、６は、相応の励振増幅
器７、８を介して加算増幅器１３の入力側と接続されて
いる。さらに励振増幅器７、８の出力側はそれぞれ周波
数計数器９、１０と接続されており、これらの周波数計
数器９、１０自体は計算機構１２と接続されている。計
算機構１２は、両方の振動子１、２の振動の測定された
周波数から商を算出し、この値から上述の式に基づき測
定振動子１のサンプルの密度を求める。
器７、８を介して加算増幅器１３の入力側と接続されて
いる。さらに励振増幅器７、８の出力側はそれぞれ周波
数計数器９、１０と接続されており、これらの周波数計
数器９、１０自体は計算機構１２と接続されている。計
算機構１２は、両方の振動子１、２の振動の測定された
周波数から商を算出し、この値から上述の式に基づき測
定振動子１のサンプルの密度を求める。
【００２３】
【発明の効果】本発明による装置により、温度に起因す
る変化ならびに経年変化が補償され、精確な密度測定を
行なうことができる。
る変化ならびに経年変化が補償され、精確な密度測定を
行なうことができる。
【図１】本発明による装置を示す図である。
１ 振動子 ２ 振動子 ３ ケーシング ４ 励振器 ５ 変換器 ６ 変換器 ７ 励振増幅器 ８ 励振増幅器 ９ 周波数計数器 １０ 周波数計数器 １１ 対向質量体 １２ 計算機構 １３ 加算増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス シュタビンガー オーストリア国 グラーツ ペータースタ ールシュトラーセ 156
Claims (6)
- 【請求項１】 サンプルで満たされた測定振動子（１）
の周期持続時間から液体およびガスの密度を測定する装
置であって、前記測定振動子を励振させるために励振増
幅器（７）が設けられており、該励振増幅器は、変換器
（５）および励振器（４）を介して前記測定振動子
（１）をその機械的な共振周波数で励振させ、さらに該
励振増幅器は周期的な電気信号を送出するようにし、該
電気信号はその周期が前記測定振動子（１）の周期と、
またはその倍数と一致している形式の測定装置におい
て、 基準振動子（２）が設けられており、該基準振動子は前
記測定振動子（１）と熱的接触状態にあり、前記基準振
動子（２）も、変換器（６）および励振器（４）を介し
てその機械的な共振周波数で励振され、周期が当該基準
振動子（２）の周期と、またはその倍数と一致する別の
周期的な信号を送出するようにしたことを特徴とする、
サンプルで満たされた測定振動子の周期持続時間から液
体およびガスの密度を測定する装置。 - 【請求項２】 前記測定振動子（１）および基準振動子
（２）は同じ材料から形成されている、請求項１記載の
装置。 - 【請求項３】 基準振動子の共振周波数は、測定振動子
の共振周波数と−例えば係数２だけ−著しく異なるよう
にした、請求項１または２記載の装置。 - 【請求項４】 両方の振動子（１，２）は１つの共通の
ケーシング（３）内に配置されている、請求項１〜３の
いずれか１項記載の装置。 - 【請求項５】 前記ケーシング（３）はその一方の端部
で対向質量体（１１）に当接しており、その他方の端部
で励振器（４）に−例えば圧電素子に−当接している、
請求項１〜４のいずれか１項記載の装置。 - 【請求項６】 前記励振器（４）は加算増幅器（１３）
により制御されるようにし、前記振動子（１，２）に配
置された変換器たとえば磁気ダイナミック変換器または
光学的電気的変換器（５，６）は、励振増幅器（７，
８）を介して前記加算増幅器（１３）の入力側と接続さ
れており、各変換器（５，６）は、それらに配属された
周波数変換器（９，１０）と接続されており、該周波数
計数器はその出力側で計算機構（１２）と接続されてお
り、該計算機構は、測定された両方の周波数から商を算
出するようにした、請求項１〜５のいずれか１項記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT2041/91 | 1991-10-14 | ||
| AT204191A AT399051B (de) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | Vorrichtung zur bestimmung der dichte von flüssigkeiten und gasen aus der periodendauer eines mit einem präparat gefüllten messschwingers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215659A true JPH05215659A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=3526519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4273887A Pending JPH05215659A (ja) | 1991-10-14 | 1992-10-13 | サンプルで満たされた測定振動子の周期持続時間から液体およびガスの密度を測定する装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0538235A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05215659A (ja) |
| AT (1) | AT399051B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541745A (ja) * | 2006-06-20 | 2009-11-26 | ルドルフ・リサーチ・アナリティカル・コーポレーション | 試験対象のサンプルを振動させる方法及び装置 |
| JP2012522252A (ja) * | 2009-04-15 | 2012-09-20 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 掘削孔に適用されるマイクロ流体振動管密度計 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4218926A1 (de) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Asea Brown Boveri | Vorrichtung zur Messung einer Gasdichte |
| AT527276B1 (de) * | 2023-06-14 | 2025-12-15 | Belitsch Wolfgang | Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Dichte einer Flüssigkeit |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5015583B1 (ja) * | 1970-09-11 | 1975-06-06 | ||
| US3934127A (en) * | 1974-10-23 | 1976-01-20 | International Telephone And Telegraph Corporation | Gravitometers |
| AT356943B (de) * | 1978-10-30 | 1980-06-10 | Kratky Otto Dipl Ing Dr Dr H C | Vorrichtung zur bestimmung der dichte von fluessigkeiten und gasen |
| US4838084A (en) * | 1988-08-30 | 1989-06-13 | Hans Leopold | Density measuring instrument |
| US5005400A (en) * | 1989-07-18 | 1991-04-09 | Lew Hyok S | Dual frequency density meter |
| AT394784B (de) * | 1990-11-22 | 1992-06-25 | Hans Dr Stabinger | Vorrichtung zur bestimmung der dichte von fluessigkeiten und gasen aus der periodendauer eines mit einem praeparat gefuellten schwingers |
-
1991
- 1991-10-14 AT AT204191A patent/AT399051B/de not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-09-25 EP EP92890205A patent/EP0538235A1/de not_active Withdrawn
- 1992-10-13 JP JP4273887A patent/JPH05215659A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541745A (ja) * | 2006-06-20 | 2009-11-26 | ルドルフ・リサーチ・アナリティカル・コーポレーション | 試験対象のサンプルを振動させる方法及び装置 |
| JP2012522252A (ja) * | 2009-04-15 | 2012-09-20 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 掘削孔に適用されるマイクロ流体振動管密度計 |
| US9341059B2 (en) | 2009-04-15 | 2016-05-17 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications |
| US10301938B2 (en) | 2009-04-15 | 2019-05-28 | Schlumberger Technology Corporation | Microfluidic oscillating tube densitometer for downhole applications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0538235A1 (de) | 1993-04-21 |
| ATA204191A (de) | 1994-07-15 |
| AT399051B (de) | 1995-03-27 |
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