автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Теоретическое обоснование, разработка и применение вибрационных преобразователей для контроля плотности жидкостей

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи ЖУКОВ Юрий Петрович

УДК 531.75.08

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Специальность 05.11.13 — Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1990

Работа выполнена в Ярославском политехническом институте па кафедре «Техническая кибернетика».

Официал ь н ы е оппоненты:

доктор физ.-маг. наук, профессор Гораздовашн Т. Я., доктор техн. наук, профессор Кардашев Г. А., доктор техн. наук, профессор Карташова А. Н.

Ведущее предприятие :— Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения «ШШТЕПЛОПРИБОР».

Защита диссертации состоится « сентября 1990 г. в Щ час. 00 мин. в аудитории на заседании специализи-

рованного совета ДО 63.44.02 по защите докторских диссертаций ' гхри Московском ордена Трудового Красного Знамени институте химического машиностроения по адресу: 107884, ГСП, Москва, Б-66, ул. К. Маркса, д. 21/4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета, канд. техн. наук

' ■■..i.-j (

... . .i ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

^^т" Актуальность работы» Главным рачагом интенсификации народаого ""хозяйства является кардинальное ускорение научно-технического прогресса, которое неотделимо oí решительного улучшения качества продукции. Решение этой задачи невозможно без дальнейшего совершенствования средств аналитического контроля качественных показателей веществ. В последнее десятилетие основной упор делается на разработку принципиально новых exea контроля, базирующихся на современных достикениях науки и техники, использувдих качественно новые принципы преобразования.

В широкой номенклатура средств аналитического контроля ваяноо место занимают измерители плотности, которые на многих предприятиях химической, нефтехимической, газовой, пищевой, легкой и других отраслей промышленности могли бы давать основную информацию о параметрах технологических процессов, поскольку плотность определяет состав и свойства продукции. Плотность однозначно связана с концентрацией твердой фазы в суспензиях и пульпах, в связи о чей, плотномеры могут использоваться для измерения состава гетерогенных систем в гидротехнике, геологии, горной деле, производстве абразивов и т.д. Велика роль измерения плотности в организации систем учета по массе жидких и газообразных веществ при их приемке, транспортировании и отпуске. Однако гшрояоыу промышленному использовании плотномеров препятствует иёсовериенсмо существующих измерителей, обусловленное их низками метрологическими показателями, высокими требованиями в монтажу, большая весом и габаритами, низкой надекностью и т.д. Нельзя назвать ня одного плотномера, который бы успешно эксплуатировался непосредственно в пронывяешшх условиях и обеспечивал бы при этом высокую точность контроля.

Возрастающие требования к совершенству средств контроля заставляют исследователей искать новые принципы преобразования, одним из которых является вибрационно-частотный. Основное отличие вибрационных плотномеров от градационных состоит в том, что они непосредственно преобразуют контролируемый параметр в частотно-модулированный сигнал без использования промежуточных преобразователей, что позволяет обеспечивать высокую точность измерения.

Несмотря на большое разнообразие предложенных схем и конструкций частотных плотномеров, до сих пор отсутствуют теоретически обоснованные принципы их проектирования. В литературе практически отсутствует теоретический анализ работы широкого класса частотных преобразователей плотности, характеризующий взаимодействие механи-

ческих резонаторов с контролируемой средой. Исключение составляет лишь работа И.А.Горэшятеана, в которой теоретически обоснована работа частотных преобразователей давления, построенных на базе механических резонаторов оболочкового типа. Кроме toro, в литература отсутствуем петрологический анализ таких измерителей; поэтому актуальна проблема разработки методов оптимального проектирования вибрационных преобразователей плотности, исследования их статических и динамических характеристик при учете воздействия большого числа внешних факторов, имеющих место в реальных условиях промышленного применения измерителей и в сильной степени влияющих на их метрологические характеристики.

Цель работы. Разработка и исследование математических моделей широкого класса вибрационных преобразователей плотности, учитывающих реальные условия их работы; разработка и исследование методов оценки их метрологических характеристик; разработка кетодаки расчета оптимальных параметров первичных измерительных преобразователей с резонаторами проточного и погруяного типов; разработка ноеых высокодобротных схеы первичных измерительных преобразователей с трубчатыми, пластинными и оболочковыми резонаторами; разработка аффективных схеы промекуточных измерительных преобразователей, работающих в комплекте о первичными и исследование их точностных показателей; анализ областей возможного практического использования вибрационных плотномеров и путей их совершенствований.

Научная новизна. Разработаны теоретические основы расчета статических характеристик первичных измерительных преобразователей с трубчатыми, пламиншии и оболочковыми резонаторами в условиях автоколебательного режима их двикения с учетом воздействия влияющих факторов, отраиаюодх реальные условия использования плотномеров.

Разработаны и исследованы методы структурной и параметрической оптимизации механических резонаторов, применяемых в вибрационных плотномерах.

Получены аналитические выражения для количественной оценки метрологически показателей вибрационных плотномеров с механическими резонаторами проточного и погружного типов. Созданы и исследованы новые способы автоматической компенсации отдельных составляющих погрешности вибрационных плотномеров.

Синтезировав новый вид структуры механических резонаторов, обеспечивающий высокую добротность \и колебательных систем.

Определены значения параметров, характеризующих внутреннюю и внешни» диссипацию энергии резонаторов различных типов.

Практическая ценность, цолучешшв результаты используются при проектировании новых типов вибрационных преобразователей различных технологических параметров; при анализе метрологических характеристик вновь создаваемы* и существующих частотных преобразователей; в учебной курсе "Технологические измерения и приборы" для студентов специальности 21.03 "Автоматизация технологических процессов и.производств". На основе проведенных исследований под руководством и при непосредственном участия автора разработано восемь новых типов вибрационных плотномеров с камертонными резонаторами проточного и погружного вида. Практически внедрзны следующие приборы:

1. Плотномер молока и молочных продуктов, испытанный во Всесоюзном научно-исследовагелвскои молочной институте (г.Москва) я переданный Ужгородскому ОКБ средств аналитической техники в качестве бакового для серийного производства приборов. Ожидаемый экономический эффект 3058,4 руб. на один прибор. Планируемый выпуск приборов до 2000 г. - 10000 птук.

2. Массовый расходомер нефтепродуктов ва базе вибрационного плотномера, испытаний в п/о •»Нрославнефтооргеинтез" и передавши Рязанскому СКБ НПО «Нефтехяиавтоиатика" для серийного производства приборов. Ояидаемий экономический эффект 5000 руб. на один прибор. Планируемый годовой выпуск приооров - 100 штук.

3. Плотномер сырьевых смесей, внедренный на Ярославском заводе технического углерода, рекомендованный приемочной комиссией к серийному производству для подотрасли техуглерода. Экономический эффект 30000 руб, на один прибир,

4. Измеритель плотности нефтепродуктов в система дозирования масса, испытанный и переданный НПО автозаправочной техники (,г. Серпухов) для разработки топливо-раздаточных колонок о дозированием по массе. Плакируемый объем выпуска колонок - 3000 штук, ибвдй ожидаемый экономический эффект 1900 тыс. руб.

5. Вибрационный плотномер угольной пульпы, внедренный на кон-со-хямическом производстве Магнитогорского металлургического комбината с экономическим аффектом 40000 руб.

6. Погружной вибрационный плотномер буровых и тампона ¡ешх растворов, испытанный и переданный на экспериментальную буровую Всесоюзного научно-исследовательского института, по креплению скваяии в буровым раствора« ^.Краснодар) о ожидаемым экономическим эффектом 106250 руб.

Апробация работы. Оснозные положения диссертации докладывались на «аучиих конференциях Ярославского политехнического ш)ми-туга (1970-1989 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Вопроси теории и проектирования аналоговых измерительных преобразователей" .(г.Ульяновск, 1978 г.), Всесоюзной научно-технической оовецашш "Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа жидких сред" (г.Тбилиси, 1380 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы создания и опыт внедрения автоматизированных систем управления в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности"(г.Сумгаит, 1980 г.), Всесоюзной научно-технической семинаре "Контроль параметров технологических потоков на горных предприятиях в условиях функционирования АСУ" (г.Киев, 1981 г.), Всесоюзном семинаре "Технические средства для государственной системы наблюдений и контроля природной среды" (г.Обнинск, 1983 т.), Всесоюзной научно-технической конференции "Очистка газовых выбросов яа предприятиях различных отраслей промышленности" (г.Москва, 1983 г.), Всесоюзной симпозиуме "Методы . теории идентификации в задачах измерительной техники и метрологии" (г.Новосибирск, 1985 г.), Всесоюзном совещании "Экономия и рациональное использование материальных ресурсов" (г.Львов, 1986 г.), Всесоюзной семинаре "Совериенствование агрегатов производства азотной кислоты" (г.Харьков, 1988 г.).

Публикации. Основано разделы теоретических и экспериментальных исследований изложены в 47 публикациях,в ток числе в описаниях к 19-тн авторский свидетельствам на изобретения^

Объем работы. Диссертация содержит 303 страницы машинописного текста, 57 иллюстраций, 22 таблицы, 353 литературных источника; в приложениях - акты внедрения.

СОДЕРЖАНИЕ РАЕОЭД

I; Теоретические основы работы вибрационных преобразователей плотности

Принцип действия вибрационного плотномера иллюстрируется схемой на рис.1.1. Механический резонатор в виде трубчатого камертона I, закрепленного в мягких опорах 2, приводится в режим незатухающих противофазных колебаний системой возбуждения, включащей в себя приемник колебаний 3, усилитель 4 и возбудитель 5. Внутри трубчатого каиергона протекает контролируемая нидкость, масса ко-

s

-Рис.1.1. Схема вибрационного плотномера

торой добавляетсп к масса трубок и влияет на частоту автоколебаний,

пилящейся выходным сигналом преобразователя и регистрируемой час-тотомзрои б. Поскольку при попе-•речшс: колебаниях ветвей камертона происходят продольные смешения ножек с удвоенной частотой, то для уменьшения потерь энергии в технологический трубопровод 7 в существующих вибрационных плотномерах используют гибкие соединителя 8. Выражения градуяровочных характеристик таких плотлоиеров, приводимые различными авторами, получены из анализа двикения механического резонатора как копсерзаишшй системы, совершающей свободные колебания. Такая расчетная модель не позволяет учесть влияние ряда факторов, -отраггавдих реальные условия измерения. Так, в отечественной и зарубежной литергтуре отсутствуют аналитические зависимости, учитывающие действие та выходной сигнал преобразователя изменений скорости двикения, давления, вязкости среды и т.п. Все известные отечественные и зарубежные виброплогномери используют автоколебательный рекиы движения, что но соответствует рассматриваемым авторами математический моделям.

Для анализа автоколебательного режима работа резонатора в работа использована его модель с сосредоточенными параметрами кассы m , яосткости .С я механического трения tM , причем упругая характеристика резонатора принята нелинейной.. Уравнение двикения резонатора, поддерживаемого силой F со сторона системы возбуждения, янеет вид móc+ + csc + ^^F,

где а: - поперечное смещение üicck т i ц - коэффициент, характеризующий отклонение реальной упругой характеристики от линейной.

11а основании метода гармонической линеаризация показано, что оистена возбуждения обеспечивает сдвиг фазы V нокду силой F и сиещеняеи х резонатора, равняй

I V М w

Ф= агсго---=■—— .

Y S-m^+c^jA1

<I¿I)

где t*> и А - круговая частота и амплитуда колебаний резонатора, соответствувдие первой гармонике.

Частота установившихся авюколабаний и) но зависит от гравия при сдвиге фазы Ч* = $< /2, когда

а система возбуждения является дифференцирующим звеном. Кроме того, уснлмель, входящий в систему возбуждения, должен иметь частотную характеристику пропорциональную аронию 1м , г,а. его коэффициент усиления долкен быть переценим. Звено с переменным коэффициентом преобразования реализует нелинейность типа двухпозиционного реле без запаздывания, имекщая частотную характеристику по первой гармошке обратно пропорциональную амплитуде входного сигнала. Результаты проведенного анализа автоколебательного реяима работы вибрационного преобразователя позволяй получать его статическую характеристику, рассматривая резонатор как отдельно взятую часть замкнутой системы, считая, что он находится в режиме вынужденного движения, возбуждаемого сосредоточенной силой GevUr> дейеввуищ&я о частотой w, равной собственной частоте колебаний резонатора tJ„ и опережающей фазу его смещения на 9i/2.

2. Градуировочяыа характеристики первичных измерительных преобразователей

В диссертации рассмотрены вое наиболее распространенные вида иехаиачэаких резонаторов проточного и погрукного типа, которые используются в огечзетвеншх и зарубеанж вибрационных плотномерах.

На рис.2,1 представлены расчетные схемы механических резонаторов: трубчаивс (а,б), пряшугодъко-плаепшных (в,г), кругло-пластинного (д) и оболочкового (е). Любая из зтих упругих систем с рас-пределанньши параметрами обладает бесконечно больший числом степеней свободы, а их движение описывается уравнениями в частных производных, общий вид которых представляется равенством

L^WCr.y.a^j-^a.ij.z.^iFU.y.sJe1^, (2.1)

где W(a,y,2,T)- динамическое перемещение точек резонатора; L>[p*W0c,y,2,iJ)] ~ линейный дифференциальный оператор в частных производных; <\,'(л, у.г.т) - распределенная нагрузка, действующая на резонатор; F(i,у,г)и <о - амплитуда и круговая частота действия распределенной возбуждавшей нагрузки.

Вид линейного дифференциального оператора зависит от типа механического резонатора:

* . ,,,'г

¿и К - пз=о

1

А / / /

X

о)

«V

N

к(а

¿5

777777Г777777777.

л/

'////////////У/ /

и / /

а / / / 1»

«г гч

, ////у///;///// /

\ N / / / /

| '» Г

к<° . /

2)

Ь)

X / 5) 1 ' у///;/;///////

10<Н / ✓ / / / / / ' т.

/ / ' / í а .

/

> / / / - < г

/

/ / / и / / /

'-'//-Г"

Э)

е)

.1

г, ,

, £

1

.4

, И

а

ц

а

Ь

Рис.2.1. Расчетные схекн механических резонаторов.

Б

- для трубчатых

- для

где Е - модуль упругости материала резонатора; 1 - момент инерции поперечного сечения трубчатого резонатора;

цилиндрическая жесткость пластина; Но - толщина пластины; 0 - коэффициент Пуассона^ - коэффициент поглощения энергии колебаний; - бигармоначеский оператор Лапласа. Для цилиндрических оболочковых резонаторов при использовании технической теории тонких оболочек уравнения движения примут вид

Eho

(2.2)

Vs Чо+ Цгн^ЯгО

где Ы0 - функция усилий; а - радиус срединной поверхности оболочвд»

Выражение распределенной нагрузки, действующей на резонатор, определяется его типом и в общем вида включает в себя следующие слагаемые

гдинтенсивность сил инерции резонатора; т0- распределенная касса резонатора; распределенная нагрузка, вызванная действием растягивающих усилий Ы ;

- для трубчатого резонатора j

- для пластинных резонаторов

- для цилиндрического резонатора о s u.li^ » ы.

о - « 3W Зг1 * Э&* *

~ распределенная нагрузка на резонатор, обусловленная действием сил трения; - распределенная нагрузка, действующая на резонатор со стороны контролируемой жидкости.

Для тручатого резонатора находящуюся внутри него жидкость можно рассматривать как некоторое эквивалентное "преобразованное тело» с той га массой и тем ае центром тяжеоти. При этой дополни-х ельная распределенная нагрузка представляется в виде сил инерции элемента жидкости «^»-т ^v о погонной массой m .

В отлкчио от трубчатых резонаторов, контактирующих о жидкость; внутренней поверхностью трубки, резонаторы погружного типа могут взаимодействовать о- ней любой из своих поверхностей иди обеими знаете. Впервые взаимодействие колеблющихся конструкций с жидкое-

тью изучалось Релеем и Николаи при рассмотрении колебаний бесконечно длинной цилиндрической оболочки. Вместе о тем до настоящего времени ведутся интенсивные исследования вопросов гидроупругости, на основании которых можно принять, что при перенесении упругого тела из вакуума в жидкость форма его колебаний не меняется, а воздействие жидкости на частоту колебаний подобно действии некоторой "присоединенной массы", добавляемой к массе тела. В ряде работ приводятся расчетные значения "присоединенных масс" жидкости при колебаниях в ней упругих тел различной формы, однако, воспользоваться этими данными для построения градуировочных характеристик виброплотномеров но представилось возможным, поскольку проведенные в данной работе экспериментальные исследования показали, что действительные значения "присоединенных масс" в 2-3 раза ниже приводимых в работах. Указанное различие привело к необходимости изменения расчетных моделей погружных резонаторов. В юс основу положено допущение о том, что скорость возмущенного движения жидкости в любом из' направлений равна нули на некотором удалении от резонатора.

Такое допущение приводит к расчетным схемам (сн.рж?.2Л) в виде резонатора, окруженного непроницаемыми стенками. При малой по сравнению с размерами резонатора амплитуде его колебаний движение жидкости потенциально и, исходя из существования потенциала течения Ф , можно выразить переменную составляющую действующего на резонатор гидростатического давления р = -рЗФ/Зт , где

Р - плотность контролируемой жидкости. В первом приближении (без учета вязкости жидкости) для определения потенциала течения можно воспользоваться-волновым уравнением

в котором V - оператор Лапласа; О - скорость звука в жидкости.

Экспериментальные исследования, проведенные И.А.Горенштейном, свидетельствуют о том, что такое приближение приводит к относительной погрешности в определении частот колебаний порядка 10~2- Ю-'5, что вполне допустимо для вибрационных преобразователей.

Волновое уравнение (2.5) решено методом разделения переменных с учего'м граничных условий, характеризующих непроницаемость стенок* резервуара, окружающих резонатор и отстоящих от него на расстояние Ь : ( ЭФ/9х )«»!,= О, а также совместность движения стенки резонатора и соприкасающейся о ней жидкости (бФ/дх.

В результате решения уравнений (2.1) и (2.2) для различных ти-

нов резонаторов о учетом граничных условий, характеризующих способы их закрепления, получены выражения частот автоколебаний:

- для трубчатого резонатора

^лррл/^^ти'-мУ; (2,4)

1 25Г г^Л/Шо+т V 1 Е1 х

- для пластинных резонаторов _

/1Ж2 ф^Щ^и ; (2.5)

•> 2л: (кЛа)г \]та+тп? V ®

- для цилиндрического оболочкового резонатора

гя е1У»по+тпр V где гп=р 5 - погонная масса жидкости в трубчатом резонаторе с пло-щадьв внутреннего сечения 5 ;т„р= рак^- распределенная по поверхности погружного резонатора "присоединенная ыасса"аидкости; Кр - относительная толщина "присоединенного слоя кидкооти;к1«С/а-: относительная длина цилиндрического резонатора; К., =6/а- соотношение сторон прямоугольно-пластинного резонатора.

Значения коэффициентов Ыв приведенных равенствах определяются способом закрепления краев резонаторов.

3. Метрологические характеристики первичных измерительных преобразователей

Б зависимости от места возникновения погрешности вибрационных преобразователей подразделяются на два вида. Погрешности первого вида возникают непосредственно в самой резонаторе под действием внешних влияющих факторов (температуры, давления, скорости даиаашш среды и т.д.). К этому ке виду можно отнести систематическую погрешность линейности номинальной градуировочной характеристики первичного преобразователя, а также погрешность иеизохронности колебаний, связанную с нелинейностью упругой характеристики резонатора.

Погрешности второго вида возникают как результат влияния фазовых сдвигов в цепи автогенератора, изменяющих частоту колебаний резонатора.

Выражения (2.4)-(2,б) градуировочных характеристик целесообразно упростить, выделив лишь зависимость выходного частотного сигнала от плотности контролируемой жидкости, а воздействие влияюдах величин учесть в виде дополнительных погрешностей измерения. Об^ь выражение градуировочной характеристики, описывающей стационарный

рсаиц работы вибрационных плотномеров о любым видом механического резонатора, можно записать в виде

^ = ^Т^г^, (3.1)

Входящие в это выракенив частота автоколебаний резонатора в вакууме £0 (начальная частота) и постоянная резонатора ^определяются никеследующими выражениями:

- для трубчатого резонатора проточного хипа

а и с(н- внутренний и наружный диаметры трубки; р0 - плотность материала резонатора;

- для пластинных резонаторов

где а - длина закрепленной стороны прямоугольно-пластинного или радиуо пластины кругло-пластинного резонатора;

- для цилиндрического оболочкового резонатора

где Кр и - относительные толщины "присоединенного слоя" жидкости снаруяи и внутри цилиндра.

Точные значения параметров^ и а о Для изготовленного резонатора определяются решением системы двух уравнений вида (3.1) после подстановки в них результатов измерений выходных сигналов плотномера при двух известных плотностях среды и постоянной температуре.

3.1. Погрешности, обусловленные изменениями давления контролируемой среда

При измерении плотности кидкостей преобразователями с трубча-ткыи резонаторами действие давления контролируемой среда проявляется через растягивающие трубки усилия. При использовании ке преобразователей с погружными резонаторами действующее на них стати- . чеокоо давление является функцией глубины их погрукения в жидкость»

В соответствии с трассировочными характеристиками вибрационных преобразователей с различными типами механических резонаторов получены формулы для определения относительных погрешностей измерения плотности при изменении давленая р или глубины погружения И резонаторов в жидкость. Экспериментальные исследования, проведен-

ныв о базовыми образцами механических резонаторов подтвердили целесообразность разложения в ряд Тейлора аналитических вавясяыос-тей относительных погрешюстей измерения с удержанием лишь первых членов разложений. Результирующие формулы для расчета погрешностей имеют вид:

- для трубчатых резонаторов

- для пластинных резонаторов с жестким закреплением краев

где кф - коэффициент, определяемый формой пластины (для квадратной пластины К<р= 0,55 м/с , для круглой - = 1,674 м/о^);

- для цилиндрического оболочкового резонатора

(3.4)

где К т = И о/ а - относительная толщина стенки цилиндра.

3.2. Погрешности преобразователей с погружными резонаторами, обусловленные ограниченностью объема контролируемой среды

Первичные измерительные преобразователи погружного типа, как правило, устанавливаются в технологических аппаратах, резервуара*, и т.п., что приводит к необходимости оценки степени влияния относительной удаленности стенок резервуара на параметры колеблющегося резонатора. Полученные в диссертации аналитические выражения для относительной толщины "присоединенного слоя" жидкости содержат в себе геометрические параметры резервуара, в котором установлен резонатор, что свидетельствует о том, что значение "присоединенной массы" жидкости зависит от способа его установки..В работе экспериментально найдены значения "присоединенных масс" для различных типов резонаторов в автоколебательном режиме их движения. При экспериментальном определении коэффициентов Нр измерялись, частоты автоколебаний £ и ^резонатора в жидкости при дсух значениях её плотности^ и £ о последующим расчетом коэффициента Кр по формуле:

К Ьд 3

Г ~ ° ЛгЛ^/ЛУ

В результате экспериментов установлено, что действительное значение относительной толщина "присоединенного слоя" жидкости Кр при колебаниях в ней различного рода механических резонаторов, составляет примерно 0,1 от их опроделяющих размеров, ссли в качес-SBo последних принять длину стороны для прямоугольно-пластинных или дваметр для кругло-пластинных и цилиндрических резонаторов, ICpcue того, установлено, что ограничивающий объем жидкости резеову-ар, в которой установлен розснагор виброплогномера, практически не влияет на режим его работы, ссли огенки удалены болов чем на два опродслявдях размера резонатора.

J.3. Тсипературзие погрешности вибрационных плотномеров .

Изиенсшш сеиператури контролируема среды оказывает наибояь-яеэ, по сравдш?» с другими влкящини величинами, воздействие на частоту автоколебаний механического резонатора, изменяя его упругие свойства и линейные размеры, Зачастув чувствительность забро-плотаомера к гаапература даза превышает его чувствительность к основному коктродцруеиону параметру - плотности. При отклонения температуры Ь os начального значения t0 иа величину ы t градуировоч-пая характеристика примат вид:

J H+oíy bt

где J = - частота колебаний резонатора, заполнен-

ного аидкостьп о ююхностьв , соответсгвушцей началу шкалы при начальной геилературе ta (обычно t0 = 20 °С); и oíf - коэффициенты териоупругосги и теплового линейного расширения материала резонатора; oív - тепловой коэффициент объемного расширения ноетроллруомой аадкости.

Учитывая, что в реальных промышленных условиях плотномеры попользует в узком интервале возможных значений контролируемого параметра, а гакго пря сравнительно небольших изменениях температуры гидкосгей, целесообразно линеаризовать градуировопную характеристику (3.5), в результата чего выходной сигнал виброплотноиера представится в виде:

f = fH [i-)Lp-K^Ctki] ,

в которой значения коэффициентов чувствительности к плотности К|(р)

и температуре к^Ш находятся для средней точки рс контролмруемо-, го диапазона плотностей и определяются формулами:

к а» I ДоР» „ гп IН♦ а»Ри .

«Ч » а0<рс)-о< аоРс -

Практически все металлы, из которых могут изготавливаться механические резонаторы, обладают коэффициентом термоупругости о£Е , значительно превышающим коэффициент теплового линейного расширения Ы.( , что позволяет пренебречь последним без ощутимых последствий^

Высокая чувствительность механического резонатора к изменению температуры контролируемой среды вызывает необходимость применения в внброплошомерах блоков автоматической тернокомпенсации. 3 известных плотномерах широко используется разностная схема, которая из выходного сигнала преобразователя вычитает температурную составляющую, формируемую дополнительным преобразователем температуры. По атому способу полная термокомпенсация обеспечивается лишь в одной точке шкалы. Б диссертации предложены новые способы.терыокомпенса-ции: лбгоыегрический и параметрические. Для реализации логоиетричо-ского способа преобразователь долкев содержать два резонатора, изготовленные из одного н того ке материала, но с разными постоянными а0 (с различной толциной стенок трубок). Выходные частотные сягна лы каждого из резонаторов подаются на схему деления, в результате чего устраняется главный фактор воздействия температуры - через модуль -упругости материала. Один из параметрических способов термо^ компенсации предусматривает подбор такой постоянной резонатора а 0, при которой обращается в нуль коэффициент в формуле (3,6). Другой параметрический способ заключается в изготовлении отдельных элементов резонатора из материалов о разными коэффициентами теплового линейного расширения. При этом изменение температуры вызывает нх различное удлинение и создает дополнительное осевое усилие, действующее ня резонатор и изменяющее частоту его автоколебаний в направлении, обратной температурной девиации частоты.

5.4. Погрешности вибрационных плотномеров, обусловленные неоднородностью контролируемой среды

Широкое многообразие кидкостей, плотность которых подлежат намерению, включает в добя и дисперсные системы, в частности, суслен»

зии я пульпы. При использовании вибрационных плотномеров для таких сред следует учитывать ряд факторов, обусловленных различием поведения отдельных фаз ореды в вибрационном поле. Так, например, жидкая фаза суспензии ввиду яесхяыаеиости и неразрывности ведет себя при колебаниях как твердое тело, жесгко связанное со стенками резонатора, а твердые частицы, вследствие инерционности я действия сил трения, двинутся с отставанием по фазе и меньшей амплитудой колебаний по сравнении с жидкость». В результате действия указанных факторов градуировочная характеристика плотномера суспеиэий отличается от аналогичной характеристики для гомогенной жидкости.

Влияние двухфаэности среды учтено путем введения в уравнения движения резонаторов (2.1) и (2.2) дополнительного слагаемого распределенной нагрузки в виде реакции сил, действующих со стороны колеблющейся жидкости на твердые частицы. Уравнение движения оферичео-кой твердой чаотицы радиуса чт , нневдеа плотность рт в жидкости о плотностью р в динамической вязкостью уц , запишется в виде

451 ^^=4 ? т^*- "-ь

Это линейное дифференциальное уравнение решается в общем виде относительно ит / 1Т«с помощью преобразования Лапласа. Модуль от-нооения скоростей движения твердой частицы сгт и жадности и^ пред-отавляет собой относительную амплитуду колебаний Ыт твордых чао-

тиц: .---—,

/ Г£т + 2/з 11

^т(^тМ) "~Т

Угол отставания по фазе вт колебаний твердой частицы по отношению к жидкости определится яэ выражения:

На рис.3.1 г 3.2 показаны зависимости относительной амплитуды » фазы колебаний твердых частиц от ах размера при различных часто-

<*т

Рио.З. Г. Зависимость относительной амплитуда колебаний частиц от их.радиуоа.

Рио.З.2. Зависимость фазы колебания тверда* частиц суспензии от их радиуса.

— расчет « эксперимен т

\г,"30якм

\ч -т"50нки

О 50 (00 190 С^кг/и*

Рис.Э. 3. Градуированные характеристики вибрационного концентратоигра.

sax колебаний резонаторов. Решение уравнений (2.1) и (2.2) даёт выражение градуировочвой характеристики плотномера оуслензий в вида

i■ JoIV^а«Р + а»сР/АУ; о/т=ЫгсоЛвд,(5*7)

где ст - концентрация твердой фазы в кидкости.

В случае полидисперсной суспензии в выраяение градуировочной характеристики должно входить среднее значение параметра Ят с учетом плотности распределения р(it) частиц по размерам:

J с4т (ti) • Р (tт)dtT•

1т nun

Проведенные расчеты и эксперименты указывают на существенное отличие показаний вибрационшх плотномеров, программированных по гомогенной среда, при работе о оуслензией той же плотности. На ри<£3.3 показанц градуировочные характеристики, иллюстрирующие взаимодействие первичного преобразователя о гомогенной и гетерогенной средой - известняковой суспензией с различными значениями среднего радиуса частиц твердой фазы. Возникающая при измерениях погрешность имеет мультипликативный характер а ыокет быть скорректирована в промежуточном преобразователе, однако, при случайных изменениях размера частиц твердой фазы возникает погрешности, не позволяющие о одинаковой эффективностью использовать виброплотномери в гомогенных в гетерогенных средах. При измерении концентрации суспензий целесооб' разно градуировать прибор о использованаеа реальной контролируемой ореда.

3.5. Погрешности, обусловленные песовераеногвои системы возбуждения автоколебаний

3 релине автоколебаний резонатора, когда фаза возбуждающей силы опереяаат смещение его ветви нааг /2, устанавливается частота, равная собственной (без учета действия трения). В реальных же систе-

мах возбуаденая могут возникать различного рода фазовые одвиги, вызванные нестабильностью входящих в них элементов. Кроме того, при

олучайных йзпэногшях амплитуды колебаний ветвей резонатора возника-

ют погрешности неязохровности, обусловленные нелинейностью упругой характеристики. В ряде работ, посвященных исследовании частотных преобразователей, приводятся экспериментальные зависимости или эмпирические формулы, характеризующие ату погрешность,

В диссертации дана аналитическая оценка погрешности, вызывав-

мыо несовершенством системы возбуждения автоколебаний механичеоких резонаторов. Линеаризация выражевия (1*1)в окрестностях точки со« позволяет записать равенство:

из которого следует

4 ты 2т

Частные приращения и) по А и *Р характеризуют чувствительность частоты автоколебаний резонаторов к соответствущим влияющим величинам. Относительные погрешности измерения плотности, обусловленные амплитудными и фазовыми искажениями сигнала в системе возбуждения автоколебаний, определяются формулами:

I

? ' Ъ (3.9)

где - относительное изменение амплитуды колебаний резонатора, имеющего добротность 0. ; ь4? - отклонение фазы в оистеме возбуждения.

4. Оптимизация и расчет первичных измерительных преобразователей вибрационных плотномеров

Традиционным методой разработки новых схем виброгпотномеров до настоящего времени является эвристический синтез, заключающийся в отыскании приемлемых решений на основе накопленного опыта, приближенных расчетов, личной интуиции и творческих способностей разработчиков. При атом, несмотря на уже достигнутые успехи в этой области, продолжают мямяться новые схемы виброплотноиеров, которые хотя и защищены авторскими свидетельствами или патентами, но не являются "жизнеспособными", поскольку не обеспечивают даже достигнутого уровня точности, чувствительности, помехоустойчивости и т.д.

В связи с этим остро встает проблема автоматизации процесса выбора оптимальной структуры и оптимальных параметров измерительного устройства на стадии проектирования прибора. Под.структурой мэ-

хаиичаского резонатора виброплотномера будем понимать схему пространственного расположений конструктивных блоков, включающих в себя колеблющиеся элементы, узлы их соединения, а также узлы крепления, подвода и отвода контролируемой среды и т.д. Параметрической оптимизации подлежат конструктивные параметры колеблющихся элементов резонатора, такие как длина, толщина стенки, диаметр трубки и 5.п.

До сих пор среди разработчиков измерительных устройств нет единства при выборе вида и количества показателей качества, которые необходимо учитывать при оптимальном проектировании определенных видов приборов. В диссертации в качестве критерия оптимальности при разработке виброплогноыэров принята относительная погрешность измерения, поскольку плотномеры, как правило, работают в узком интервала значений контролируемого параметра вокруг некоторого номинального значения плотности. При этом основной является задача поиска такой структуры механического резонатора, с такими геометрическими параметрами элементов, которые бы обеспечивали минимум случайных флуктуации собственной частоты его колебаний.

• 4Л. Структурная оптимизация механического резонатора

В общем случае воа структуры механических резопаторов, применяемых в виброплотномерах, можно разделить на несбалансированные (маятниковые) и сбалансированные (каиартониыо). Несомненные преимущества наыертоиных осцилляторов, объясняющиеся их высокой добротностью по сравнению с маятниковыми, обусловили их выбор в качестве основы при синтезе новой структуры. Принципиальная схема камертонного резонатора о распределенными параметрами, показанная на рис.1.1, может быть заменена моделью (см.рис.4.I) в виде система с сосредоточенными параметрами масс ветвей тли тг, их жест-костей с^ и сг, а также ыеханичеокого трения t, .i чг . Параметры m3 и (гц сосредотачивают в осзбз мас-оы дугообразных перемычек резонатора, которые связаны невесомыми элементами жеоткооти и о^ с крепежными узлами в виде сосредоточенных масс щ5 и <п4С Такими узлами могут быть фланцы, патрубки и другие детали, фиксирующие резонатор в

Рив.4. Í. Модель камертонного резонатора

корпусе первичного преобразователя. Связь с опорой, имещей массу tn0 , осуществляется через элементы механического трения to, в которых теряется основная часть колебательной энергии. Поскольку при поперечных колебаниях ветвей камертона массы т*и пи его перемычек колеблются о удвоенной частотой в продольном направлении, то дане в идеально сбалансированном осцилляторе происходит рассеянна энергии в узлах трения п 0. Для уменьшения этих потерь в существующих плотномерах связь резонатора о внешними элементами конструкции осуществляется о помощью гибких соединителей (сильфонов, резиновых патрубков и т.п.).

В диссертационной работе на основе метода электромеханических аналогий предложен принципиально новый способ уменьшения внесших потерь энергии при продольных колебаниях элементов резонатора. Он заключается в тон, что массы insii m*,соединены аесткой иерецычкой (см.рис.4.2) вдоль оси симметрии резонатора, при атом элементы о

' кассами т5и tn6 обгединяются ъ один общий, расположенный в центре шсс колебательной системы. Таким образом, этот элемент при колебаниях ветвей остаётся неподвижным и может о о единить оя о опорой ш0 любым образои с использованием любых крепеаных деталей Этот se узел используется и для подвода и отвода контролируемой среды. Синтезированная структура механического резонатора является принципиально новой, защищена авторски»! свидетельствами и позволяет значительно повысить добротность колебательной систеаы, а, следовательно, и точносаь определения контролируемого параметра. Так, например, трубчатый резонатор, изготовленный в соответствии о синтезированной структурой из титанового сплава BTI-0, имеет добротность в 2 раза превшавчую аналогичный показатель лучшего зарубежного резонатора, использованного в вибрационном плотяокере английской фирна "Солартрон-ШлЕКбер-веи.

На основе прадлохенпой структуры разработан ряд орпгннальшк схем первичных измерительных преобразователей проточного и погружного типов, соотавивиих основу новых образцов вибрационных плотномеров, предназначенных для различных производств. Обада для гах является то, что узлы закреплении резонаторов остаются пеподзишшад лишь при противофазных колебаниях ветвей. Это обстоятельство ука-

Рис.4.2'. Схема высокодоб--ротного резонатора

а иваот на необходимость тщательной настройки системы возбуждения автоколебаний, поскольку при ошибочной настройке резонатор может устойчиво колебаться на одной из синфазных частот. В работе проведен анализ спектральных свойств синтезированного резонатора, поскольку в литературе имеются сведения лишь о спектральных характеристиках разомкнутого камертона классического типа. В результате проведенного анализа установлено, что синтезированный резонатор может совершать колебания лишь на одной противофазной частоте или на одной из трех синфазных. Практически для избежания ошибочной настройки резонатора на одну из синфазных частот следует убедиться в отсутствии поперечных смещений масс т3и тА(см.рис.4.2).

4i2. Параметрическая оптимизация и расчет ыеханичоских резонаторов

Выходной сигнал $ первичного измерительного преобразователя является функцией контролируемого параметра р , вектора % конструктивных параметров и вектора с^ условий проведения измерений. Ре-зультирувдее значение относительной погрешности 8„„ первичного преобразователя записывается в виде

где 5Л - погрешность линейности номинальной градуировочной характеристики; - погрешности, обусловленные изменениями статического давления или глубины погружения резонатора в жидкости; 8у -погрешность, обусловленная случайными фазовыми сдвигами в системе возбуждения автоколебаний резонатора.

Задача параметрической оптимизации первичного измерительного преобразователя сводится к отысканию минимума относительной погрешности 8ПП:

min Snn(p.W=F(p,ü);

где а - определяющий размер pfrj -aiopa (внутренний диаметр трубки, радиуо пластины или срединной поверхности цилиндра); Кт и ке -относительные значения толщины стенка и длины ветви резонатора.

После соответствующих преобразований функция (4Л) моает быть представлена в виде

где -м ;

• «*$

4бс(г 1

Ж** I) Р ~ дая трубчатых резонаторов; г / О и и

х4 = 5,А6о(2к«р^ - для пластинных резонаторов;

р

К - для цилиндрических резонаторов;

х -к

¿А и - главные напряжения на главных площадках; V - объем резонатора; км- коэффициент, учитывающий демпфирующие свойства материала резонатора;

*з= 1/ ^(т0+шПтто(т)];

т* = т - для резонаторов проточного типа;

т = т„р - для резонаторов погружного типа;

Х|,в П,„ + + V ?

■ье - коэффициент демпфирования колебаний! обусловленный инерционностью твердой фазы суспензии; п<у г коэффициент демпфирования, обусловленный движением жидкости со скоростью <г

Коэффициенты и КМ] входящие в критериальную функции (4.2), определены экспериментально для конкретных'образцов резонаторов всех типов, изготовленных в соответствии с синтезированной структурой, путем измерения доброгностей ¡к колебательных систем Значение коэффициента км постоянно для веет типов резонаторов, изготовленных из одного п того жо материала. Значение же коэффициента %0 , харакгеризукщего диссипацию энергии в узле закрепления резонатора; зависит от его типа.

Анализ отдельных составляющих функции (4.2) указывает на целе-

сообразное» увеличения определяющего размера а резонатора, поскольку его рост связан с уменьшением относительной погрешности измерения. Вместе с тем увеличение определяющего размера приводит в росту габаритов первичного преобразователя, поэтому разумное значение принимаемого значения а обосновывается свойствами контролируемой среда, условиями измерения, монтажа преобразователя, его массой и т.д. Значения остальных геометрических параметров резонаторов находятся расчетным путем по минимуму функции (4.2) и зависят от целого ряда факторов, как то: давления, глубины погружения, диапазона измерения, фазовых сдвигов в системе возбуждения и амплитуды установившихся автоколебаний. На рис.4.3 приведены графита расчетных зависимостей относительной погрешности Snn вибрационных преобразователей различных типов от величины одного из геометрических параметров (длины 6 или толщины Ь0стешш резонаторов) при фиксированных оптимальных значениях других параметров, Результаты проведенных расчетов обобщены в диссертационной работе в виде рекомендаций по выбору конкретных значений параметров механических резонаторов при юс изготовлении.

5. Разработка и применение вибрационных плотномеров

Вибрационный плотномер объединяет в себе первичный и промежуточный измерительные преобразователи. Первичный измерительный преобразователь (датчик) содержит механический резонатор, систему .возбуждения его автоколебаний, а такие чувствительный элемент блока автоматической температурной компенсации. Конструктивное оформление первичного преобразователя определяется принятым способом териокошшнсации. При этом термопреобразователь монет вырабатывать либо аналоговый, либо частотный корректирующий сигнал^ В первом случае чувствительный элемент (терморезистор) устанавливается на входном патрубке резонатора. Термопреобразовагель с частотным выходным сигналом может выполняться в виде либо отдельного блока, либо дополнительного резонатора из того же материала, что и основной, но о меньшим значением посго-лной а0за счет увеличения толщины стенки трубчатых ветвей. Выбор первичного измерительного преобразователя определяется условиями измерений. Так, для измерений на потоке в трубопроводе с жидкостью, протекающей под избыточным давлением, весьма аффективен двухрезонаторный преобразователь, показанный на рис.5.1а, который следует устанавливать на байпаоиой линии технологического трубопровода. Для измерения же плотности

200 1)00 !,мм.

/

80 160 6, мм

5)

И.,мм

5™- ю'!'/.

0,5

С, мм

Рис. 4.3. Зависимости относительной погрешности измерения плотности жидкостей от геометрических параметров механических резонаторов: трубчатого (а), прямоугольно-пластинного (б), кругло-пластинного (в), цилиндрического (г).

Ь)

г)

Рио.5.1. Схемы вибрационных плотномеров.

жидкостей в резервуарах целесообразно применять погружные преоб-разоватзли с дополнительным частотным терыопреобразователеи, изображенным на рис.5.16. Один из таких плотномеров о пластидным резонатором показан на рис.5.1в. Помимо показанных на рисунке разработано ещё несколько типов первичных измерительных преобразователей о резонаторами проточного и погружного вида, предназначенных для контроля плотности гомогенных и гетерогенных жидких сред в различных производственных условиях.

Промежуточный измерительный преобразователь преобразует частоту или период импульсного выходного сигнала датчика плотномера в унифицированный аналоговый или цифровой сигнал с последующей его регистрацией стандартным вторичным прибором. В отечественной литературе практически полность0 отсутствуют сведения о разработках или использовании схем промежуточных измерительных преобразователей вибрационных плотномеров. Отдельные структурные схемы с описанием общего принципа их работы имеются лишь в зарубежных патентных изданиях. Это доказывает актуальность задачи разработки схем таких преобразователей аа.основе отечественной элементной базы. Широкое разнообразие условий применения вибрационных плотномеров делает нецелесообразной разработку единой схемы промежуточного измерительного преобразователя пригодного для всех случаев измерительной практики. Гак, для производств, в которых автоматический контроль и управление базируется на использовании аналоговых средств о регистрацией параметров стандартными самопиоца-ми, вполне пригоден виброплотномер с унифицировавши выходным сигналом в вида постоянного напрягения (О ... 100 мВ) или силы тока (О ... 5 «А, 4 ... 20 Ш). В этом случае промежуточный измерительный преобразователь, являясь более простим и дешевым, обеспечивает удовлетворительную точность обработки информации, В диссертации представлены четыре оригинальных схемы промежуточн- измеритель-пых преобразователей о амплитудными и частотными гермокомпенсиру-одини каналами с обработкой как частоты, так и периода выходного сигнала вибрационного датчика^

Для прецизионных измерений разработан преобразователь, построенный на база элемевтоз программируемой логики (микропроцессора), блок-схеиа которого показана на рисУ.5.1г. Он содержит преобразователь периода в код ППК, оперативное ОЗУ и постоянное ПЗУ запоминающие устройства, шинные формирователи Шф и микропроцессор МП, который при использовании БИС серии К589 содержит блок микропрограммного управления, центральный процессор и блок временных

интервалов. По коиапдаи с микропроцессора резонаторы преобразователей плотности ПП и температуры ПТ поочередно подключаются к преобразователю ППК, в которой формируются кода, пропорциональные периодам следования импульсов. Далее коды поступают в ОЗУ, куда также заносятся промежуточные и окончательные результаты вычислений. Все вычислительные операции проводятся в микропроцессоре, работающем в соответствии с разработанным алгоритмом.

В диссертации рассмотрены и проанализированы области возионного применения вибрационных плотномеров. В частности, разработаны, изготовлены и испытаны в промышленных условшос измерители концентрации гомогенных и гетерогенных кидкостей, автоматический анализатор дисперсного состава суспензий и пульп, измеритель массового расхода жидких продуктов.

Основные результаты и выводы

1. Обобщение и анализ схем суяествующих частотных плотномеров позволили установить, что наиболее перспективными являются вибрационные преобразователи с механический) резонаторами камертонного .типа, колебательная система которых имеет распределенные параметры массы и жесткости.

2. Анализ математических моделей взаимодействия механических резонаторов о жидкой средой привел к разработка теоретических основ расчета градунровочных характеристик вибрационных плотномеров проточного и погрукного типов.

3. Разработаны теоретические основы оценки метрологических показателей вибрационных плотномеров, включающих методические и инструментальные погрешности, а такие погрешности градуировки. Впервые", получен ряд формул для практических расчетов погрешностей измерения, вызываемых действием различного рода влияющих величин.

41. В общем виде решена задача структурной оптимизации механических резонаторов и сформулирован "бщий принцип их схемного построения.

5. Впервые создан и теоретически обоснован метод оптимального выбора и проектирования параметров широкого класса механических резонаторов, который монет быть использован при проектировании и других преобразователей технологических параметров.

6. Па базе синтезированной структуры резонатора разработан ряд новых вибрационных плотномеров проточного и погружного типов,

каждый из коаорых защищал авторским свидетельством и отличается рекордными характеристиками точности преобразования.

?. Разработано пять новых схем промежуточных измерительных преобразователей, работающих в комплекте с датчиками виброплотно-иеров. Схемы построены на базе элементов "кесткой" и программируемой логики (микропроцессора), различаются по слозности и точности и могут работать о любым гигом первичного измерительного пре-образоватоля^

8. Получены расчетные формулы для определения результирующей погрешности разработанных преобразователей в условиях воздействия различного рода.влияющих величин.

9. Сформулированы общие принципы построения, предложены и теоретически обоснованы оригинальные способы и схемы автоматической компенсации температурной погрешности измерения плотности. Показано, что конструктивное исполнение виброплотномера определяется принятый способом термокомпенсации, поскольку чувствительность механических резонаторов к температуре нередко превышает их чувствительность к основному контролируемому параметру, .

10. Проанализированы области применения вибрационных плотномеров и разработаны практические схемы преобразователей широкого класса ¡технологических параметров: концентрации гомогенных и гетерогенных кидких сред, дисперсного состава оуснензий и пульп, массового расхода жидок продуктов. Все разработанные преобразователи нашли практическое применение в различных отраслях народно- • го хозяйства. -

11. Созданные вибрационные преобразователи приняты в качестве базовых для разработки серийных образцов плотномеров С1С5 средств аналитической техники (г.Загород) и С5Б НПО "Нефтехинавтоиа-тика" (г.Рязань). Кроме того, ряд макетных образцов • приборов внедрен на семи предприятиях различных отраслей промышленности. Общий ожидаемый экономический эффект ог внедрения плотномеров составляет более 2,8 млн. рублей.

12. Показано, что на базе разработанных устройств могут быть созданы приборы для одновременного измерения плотности, вязкости и температуры кидкостей в потоке, измерители газосодеряания хид-ких сред, измерители плотности газов и паров, преобразователи давления и усилий, измерители теплофизических характеристик упругих материалов, а такие показателей их коррозионной устойчивости в различных жидкостях.

Основные положения и результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Методы и приборы для измерения концентрации суспензий в очистных сооружениях / М.В.Кулаков, Ю.П.Куков, В.Л.Зудин, В^П.Черенков.- М.: ГОСИНГИ, 1971.- 54 с.

2. Жуков И.П., Бегунов В.Н. О частотной методе измерения плотности жидких сред // Автоматизация и комплексная механизация химико-технологических процессов: Сб.научя.тр. / Ярссл^ политехи, ин-т.- 1974.- С. 13-15.

3. Расчет параметров отборного устройства при измерении концентрации твердой фазы в суспензии вибрационным плотномером / В.Л. Зудин, В.П.Черенков, Ю.П.Нуков, В.Н.Бегунов // Автоматизация и комплексная механизация химяко-технологических'процессов: Сб.научя.тр. / Яросл. политехи, ин-т.- 1974.- С.50-54.

4. Куков Ю.П., Бегунов В.II., Кулаков И.В. Измерение плотности известнякового молока в процессах очистки агломерационного газа

от сернистого ангидрида // Промышленная и санитарная очистка газов: Научн.-техн.сб. / ЦИНТИхиинефтемаи.- и., 1974.- I.- С. 11-13.

' 5. Кулаков П. В», Хуков Ю.П. Измерители концентрации дисперсных систем // Приборы и системы управления.- 1975.- Из 8.- С.21-25.

6. Кулаков Ц.В'., 1уко? Ю.П., Черенков В.П. Седиментацконный анализ концентрированных суспензий П Коллоидный журнал.- 1975.Т. 37, Вып.З.- С.468-473.

7. Кулаков И.В., Бегунов В.Н., Жуков Ю.П. Вибрационно-частот-ный плотномер низких сред // Химическая промышленность.- 1975.-

й II.- С1857-Б56.

8. Хуков Ю.П., Бегунов В.Н. Измерение плотности жидких сред вибраодовно-частотным методом // Приборы я оиотемы управления.-1976.- Кг 9.- 0:28-30.

9. Черенков В.П., 1уков Й.П., Бегунов В.Н. Движение двухфазных сред в вибрирующих трубах // Иассообменныа и теплообчошше процессы химической технологии: Межвуз.сб.научн.тр,- Ярославль, 1976.- С. 62-71.

10. Кулаков 11.В., 2уков Ю.П., Черенков В.П. Вибрационный метод седиментационного анализа // Заводская лаборатория.- 1977.-

Ё Г.- С. 1371-1373.

11. Мурашов А.Г., Навротский В.В'., Еукоз Ю.П. Узкопределышй частотно-токовый преобразователь сигнала вибрационного плотномера Ц Вопросы теории ц проектирования аналоговых измерительных преобразователей: Тез.докл.Всесоюзн.конф.- Ульяновск, 1978,- С^50-5К

12. Панаиотти £.0., Хуков Ю.П., Черепков В.П. Вибрационный плотномер для цементоснесительной установка // Сб.тр. ВШИ по креплению скважин и буровым растворам,- Краснодар, 1976.- Был; 10.-С. 128-134.

13. Навротскпй В.В., Мурашов А.Г., Хуков Ю!П. Системы возбуждения вибрационных датчиков // Автоматизация и комплексная механизация химико-гехнолог^ческих процессов: Сб.научн.тр. / Яросл. политехи, ин-т.- 1978.- C.97-I00.

14. Автоматические приборы для измерения концентрации суспензий / B.U.BerjHOD, Ю.П.Жуков, В.Л.Зудин, М^В.Кулаков, В.П.Че-реяков,- М.: Машиностроение, 1979.- 120 с.

15. Еуков Bjn., Мурашов Д.Г., Навротскпй В.В. Частотный преобразователь массового расхода жидкостей / Яросл, полит exií. ин-т.~ Ярославль, 1980.- 8 е.- Деп. в ЦНИИЗЭИпрпборостроения 19.02.80,

№ 1254.

16. Луков Ю.П., Мурашов А.Т., Павротокий В.В. Измерительная цепь вибрационного плотномера // Приборы и системы управления,-1980.- й 8.- С.20-2?-.

17. Луков Ю.П., Черенков В.П. Способ уменьшения температурной погрешности вибрационных плотномеров / ЯросЛ. политехи, ин-т.-Ярославль, 1980,- 8 е.- Деп. в ЦКШТЭИприборостроения 20.05.80,

№- 1328.

18. 2уков Ю.П., Кулаков И.Б. Вибрационные плотномеры жидкостей // Измерения, контроль, автоматизация,- 1981,- te 2.- C.20-26Í

19. Хуков Ю.П., Мурашов А.Г. Вибрационные измерители концентрации жидкостей // Аналитическое приборостроение. Методы и приборы для анализа.жидких сред: Тез.докл.Всесоюзн.научн.-техн. совец.- Тбилиси, 1980.- С.22-23.

20. Еуков Ю.П., Мурашов А.Г. Вибрационные измерители плотности суспензий и пульп // Контроль параметров технологических потоков на горных предприятиях в условиях функционирования АСУ,-М.: ЦНИИТЭИприборостроешш.- 1981.- С.29-30.

21. Куков Ю.П., Мурашов А.Г., Павротокий В.В. Вибрационно-частотные измерители концентрации твердых взвесей в жидкостях // Технические средства для Государственной системы наблюдений и контроля природной среды:" Тез.докл.Всесоюзн.семинара.- Обнинск, 1983.- С.218-220.

22. Цыганков М.П,, ¡Суков Ю.П., Мурашов А.Г, Спектральные характеристики камертонного резонатора замкнутого типа // Известия высш.учеб.заведений. Приборостроение!- 1984.- Т.27, й I.- С.68-73.

23. Жуков Ю.П., Мурашов А.Г., Навротский В.В. Массовый расходомер на базе вибрационного плотномера // Приборы и системы управления.- 1985.- № 6,- С.18-20.

24. Хуков Ю.П., Цыганков Н.П. Синтез системы возбуждения вибрационного преобразователя плотности // Известия высш.учеб. заведений. Приборостроение,- 1985.- Т.28, № 9.- С.39-43.

25. Цыганков М.П., Жуков Ю.П., Яременко А.П. Идентификация уравнений многопараметрических систем контроля на базе вибрационных преобразователей // Методы теории идентификации в задачах измерительной техники и метрологии: Тез. докл. 1У Всесоюзн. симпозиума.- Новосибирск, 1985.- С.109-110.

26. Хуков Ю.П., Наврогский В.В., Флегонтов А.И. Измерительная система учета массы зшдких нефтепродуктов // Экономия и рациональное использование материальных ресурсов: Тез.докл. Всесоюзн. совещания,- Львов, 1986.- С.104-105.

27. Яуков Ю.П,, флегонтов А.И. Состояние и основные тенденции развития кориолнсовых вибрационных массовых расходомеров // Сб. Вопросы создания АСУ ТП / Яросл, политехи, ин-т.- 1987.21 о.- Деп. в ИНФОРНПРИБОР 23Л0.87, № 3993.

28. Флегонтов А.И,, Клюев В.И., Яуков Ю.П. Вибрационный измеритель, плотности азотной кислоты // Совершенствование агрегатов производства азотной кислоты: Тез.докл. УТ Всесоюзн. оеш-нара.~ Харьков, 1988.- С.120-121.

29. А.с.396590 СССР, МКИ & 01 п 9/32. Камертонный плотномер для иидких сред / В.Н.Бегунов, Ю.ПЛуков, М.В.Кулаков // Открытия. Изобретения.- 1973,- й 36.

30. А.с.426170 СССР, МКИ С01п 9/00. Вибрационный плотномер / Ю.П.Куков, В.Н.Бегунов // Открытия, Изобретения,- 1974.-й 16.

31. А.с.446809 СССР, МКИ в 01 п 9/10. Вибрационно-частотный плотномер для жидкостей и суспензий / Ю.П.Нуков, М.В.Кулаков, В.Н.Бегунов // Открытия. Изобретения,- 1974.- № 38.

32. А.0,486247 СССР, МКИ & 01 г. 9/32, Вибрационный плотномер яидкости / Ю.П.Еуков, В.Н.Бегунов // Открытия. Изобретения. -1975.- № 36.

33. А.с,505940 СССР, МКИ йОГИ 15/00; Устройство для дисперсионного анализа / В.П.Черенков, Ю.П.Нуков, В,Н.Бегунов // Открытия. Изобретения,- 1976.- й 9.

34. А.с.523332 СССР, МКИ С 01N 9/34. Погруквой вибрационный плотномер / Ю.П.Яуков, В.Н.Бегунов, А.Г.Мурапов // Открытия.

Изобретения.- 1976.- № 28.

35. А.с.567126 СССР, МНИ G Ol N 29/02. Способ определения газосодеркания бурового раствора и устройство для его осуществления / В.С.Панаиогти, Ю.П.Куков, В.П.Черенков, Н.Ф.Мезенцев // Открытия. Изобретения.- 1977.- tö 28.

36. А. с.630556 СССР, ЫКИ С 01 М 9/00. Вибрационный плотномер / Ю.П.Куков, В.П.Черенков, А.Г.Ыурашов // Открытия, Изобретения.- 1978.- fe 40.

37. А.cf.655930 СССР, МНИ G Ol N 9/00. Вибрационный плотномер / П.П.Куков Ц Открытия. Изобретения.- 1979.- № 13.

38. А.с.800817 СССР, ЫКИ G Ol N 9/00. Вибрационный плотномер / D. П. Ну ков // Открытия. Изобретения,- 1981.- №4.

39. А.с.898288 СССР, ЫКИ 0 Ol N 9/00. Вибрационный плотномер-вискозиметр / Ю.П.Еуков // Открытия. Изобретения.- 1982,- 1Ё 2.

40. А.с.960575 СССР, MG 01 Н 9/00. Вибрационный плотномер / Ю.П.Куков, А.Г.Мурашов/ В.Г,Гусейнов, В.М.Пинский // Открытия. Изобретения,- 1982,- 1й 35.

41. A.C.I02200I СССР, МХИ© 01 И 9/00. Вибрационный датчик плотности / Ю.П.Еуков // Открытия; Изобретения.- 1983,- № 21.

42. А.с,1362708 СССР, ЫКИ G 01 Н 1/00. Устройство для измерения плотности и массового расхода .жидкости / Ю.ПЛуков, А.И. Флегонтов, В;В.Навротский // Открытия, Изобретения.- 1987,- й 48.

43. А.с. I4693II СССР, ЫКИ G 01 Н 9/00^ Устройство для определения плотности и вязкости жидких сред / Ю.П.Еуков, В.В.Нагрог-ский, И.П.Цыганков, В.Й^Клвев // Открытия. Изобретения.- 1989.-№12.

44. А.с.I4693I2 СССР, ЫКИ G 01 N 9/00. Вибрационный плотпо-мер / Ю,П.Куков, П.Ш.Ковач, А.В.Кольченко // Открытия^ Изобретения,- 1989.- К; 12. .

45. A.O.I4850I9 СССР, ЫКИ G 01 N 9/00. Устройство для измерения плотности и массового расхода жидкости / Ю.П.Куков, A.C. Нефедов, А.И.флегонтов // Открытия^ Изобретения,- 1989.- К.' 21.

46. Способ измерения массового расхода среды / Ю.П.1уков, А.И.флегонхов: Положит, решение от 29.08.89 по заявке №4371523/ 24-10.

47. Погружной вибрационный плотномер / Ю.П.Куков, Н.Ю.Ва-оильчиков, В.В.Навротский, В.И.Клюев: Положит, решение от 01.03.89 по заявке № 4397875/31-25.