自制密度计标刻度

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(自制密度计标刻度)

(自制密度计标刻度)

沈阳工业大学
基于音叉技术的原油密度计研究
ResearchonCrudeOilDensitometerBasedonTuningForkTechnology
信息科学与工程学院
沈阳工业大学
仪器科学与技术
多年来,原油密度精准测量一直是油田原油计量中的一个难题。由于受到原油介质成分、工况条件、测量技术原理、测量仪表等多种因素影响,目前国内设计的一些原油密度检测仪表,不能满足实际工程需要,没有充分发挥其作用。为了解决以上问题,本课题设计了一种基于音叉技术的原油密度计,通过测量音叉密度计在不同介质中的谐振频率来确定密度。为了辅助音叉密度计的叉指部分的结构设计,仿真分析必不可少,仿真时所用材料的参数需有效选择。通过动力学模态仿真分析得出音叉叉指的固有频率以及各阶振型,将仿真固有频率与实测的固有频率相比较,微调仿真参数中的弹性模量值和泊松比,对仿真结果进行修正,保证仿真模型与真实叉体固有频率一致,确定材料参数。在此基础上,改变叉体根部梁的厚度,仿真分析梁厚度变化对固有频率及振型的影响。根据在线式原油密度计的技术指标和要求,对音叉密度计进行系统整体设计,完成了该密度计的硬件及软件设计。系统硬件部分主要设计了反馈采样电路、激励驱动电路、前置放大电路、整形电路、PT1000温度测量电路以及显示电路。利用激励驱动电路激励压电陶瓷振动,从而使音叉在自然谐振频率上振动,叉体放入不同的介质中会使其谐振频率改变,频率由另一片压电陶瓷检测出来,通过单片机测频率。软件设计部分编写C语言软件程序,控制密度计的液晶显示与输出。为了对音叉密度计进行温度补偿,设计PT1000温度测量电路,通过MATLAB曲线拟合得到温度与电压的线性关系,用来弥补温度对密度的影响,以保证测量精度。为了满足音叉密度计试验的温度条件,满足系统温度补偿的需求,设计了温度控制系统,控制密度测量时的试验温度。对音叉密度计进行频率测量校验试验,频率测量的最大相对误差为-0.07%。利用音叉密度计进行了密度-频率特性试验,通过最小二乘法曲线拟合确定出了密度与频率的关系,拟合相对误差最大为-0.03%,并通过测量音叉密度计在不同直径以及不同深度的介质中的频率,确定了试验条件对音叉密度计测量精度的影响。
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测量方法:储存100组测量方法,包括每个样品的测量参数。
稳定度判断:依据测量精确度和时间，四段式调整。
浓度转换:输入密度和浓度表或换算式,自动转换浓度值。
温度补偿:输入密度和温度表或换算式,自动执行温度补偿。
统计计算:自动或手动计算平均值，标准偏差，相对标准偏差。
界面:LAN,USB1.1,RS-232C。
电源:AC100～240V，50/60Hz，40W。
尺寸:320(W)x362(D)x272(H)mm。
重量:18kg。
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对“压力差法”的理解：
根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F浮=F下一F上（F下表示物体下表面受到的液体向上的压力，F上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S=0.01m2，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为：0．2Pa=2×103Pa；物体上表面受到的压力：F上=p上S=2×103Pa×0．01m2=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
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ENV200外夹式超声波密度计内置多核芯片，应对复杂运算。测量准，免维护。
采用先进的EEAM测量技术，，确保测量结果准确可靠，EEAM（能量平均）测量技术，不仅可测量信号的幅度还可同时测量信号的形状通过拟合的方式转换成能量的积分，在通过能量平均的方法计算浓度数据结果更为准确可靠。
高精度外夹式超声波密度计实时监测
ENV200外夹式超声波密度计内置多核芯片，应对复杂运算，技术优势：
一、非接触测量：彻底解决磨损、腐蚀、堵塞等弊病；
二、测量准确：运用EEAM测量技术，较普通测量准确度提高200%；
三、免维护：几乎没有故障点，彻底摆脱频繁标定与检修烦恼；
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