諧振筒式液體密度傳感器的研究.pdf

1、液體密度檢測涉及國民生活的方方面面。工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)研究等領(lǐng)域都要求液體密度傳感器具有更加優(yōu)良的性能。本課題源于“十五”國防預(yù)研究計(jì)劃，旨在研究諧振筒的振動(dòng)規(guī)律，研制出符合工業(yè)生產(chǎn)要求的諧振筒式液體密度傳感器。
　　諧振筒式液體密度傳感器以薄壁短筒式諧振子為核心，基于正反饋原理組成高品質(zhì)閉環(huán)諧振系統(tǒng)。根據(jù)諧振筒的振動(dòng)周期與敏感區(qū)域內(nèi)的液體密度的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行密度的測量。
　　本文在深入分析諧振筒式液體密度傳感器工作原理的基礎(chǔ)

2、上，對傳感器測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。具體內(nèi)容如下：
　　1.對常見的液體密度測量方法進(jìn)行了對比介紹，通過對國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研，確定了課題的研究方法及任務(wù)；
　　2.對諧振筒式液體密度傳感器的測量原理進(jìn)行了理論分析與推導(dǎo)，建立了傳感器核心部件——諧振筒的數(shù)學(xué)模型，采用有限元分析軟件對諧振筒的振動(dòng)特性及影響因素進(jìn)行了仿真分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定了諧振筒的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、約束條件及振動(dòng)模態(tài)；
　　3.根據(jù)理論分析及仿真

3、結(jié)果，對已有傳感器的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。主要對諧振筒的材料、結(jié)構(gòu)形式及加工工藝進(jìn)行了選擇；采用壓電激勵(lì)檢測方案對傳感器激勵(lì)檢測方式進(jìn)行了改進(jìn)。
　　4.設(shè)計(jì)了以鎖相環(huán)為核心的傳感器閉環(huán)接口電路，以滿足系統(tǒng)自激振蕩的幅值及相位條件，電路經(jīng)簡單調(diào)整，可滿足不同頻率范圍的測量要求。
　　5.進(jìn)行傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，包括振動(dòng)實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)及標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。對溫度、壓力、粘度等影響測量結(jié)果的因素進(jìn)行了分析。給出了20℃時(shí)傳感器測量結(jié)果的誤差評(píng)