一种新型的智能密度计

　　一、引言

　　在石油化工、食品、制药、制盐等工业生产过程中，液体密度(比重及相关量)是一项需要经常检测的主要参数。目前，液体密度的测定主要采用浮球法、沉子法、振动管法、射线透射法等方法，存在着或是不能检测动态液体密度，或是结构复杂，安装使用不便，造价昂贵等缺陷，尤其是粘稠度高的浆料状液体(如石油钻井液、食品工业中的糖浆等)密度检测一直是个难点，至今仍采用人工定时取样，机械杠杆秤称量，或玻璃浮球密度计测量方法，难以满足工艺上实时在线检测的要求。

　　二、智能密度计的检测原理和系统组成

　　针对上述情况，我们经过几年的努力，研制生产了一种新型的智能密度计。其检测部件是一只特殊设计的高灵敏度压差传感器，其结构如图1所示。

　　该传感器的上、下两个受压面，设计在同一垂直平面上，保持一定的距离，内腔抽真空充注硅油，可将两受压面上的压力信号无损耗地传递，作用在扩散硅式压力敏感芯片上。将该检测部件垂直插人待测液体.根据液体内压力定律P=hd甲二作用在压差传感器敏感芯片上的压力差;h:两受压面之间的垂直距离;d:液体的密度)。可见，该压差传感器的输出信号仅与被测液体密度成正比，而与被测液面高低无关。实践已证明，上述设计的压差式检测部件加工精心设计的单片机零点跟踪、线性校正、温度补偿等程序使本仪器在检测流动状态下的液体时，液面的上下波动，液内的扰动对检测精度的影响都得到了令人满意的抑制。

　　仪器的组成如框图2所示.

　　由于检测部件输出信号极其微弱，仪器采用高精度斩波稳零式放大器和专用传感器处理芯片构成高精度、高放大倍数的前置放大器。0一2.Sg/an」密度变化转换成4一20mA标准电流，由电缆远传，经12位A肋转换输人单片微机，单片机运算速度快，实时处理性强，指令丰富，作为本仪器的控制核心，对数据作计算处理后，送数码管直接显示被测密度值，送打印机定时记录检测时间和密度值，也可根据需要输出4一20 mA电流或形状量控制泵、阀等执行部件，或是和上位微机连接、通讯。

　　程序框图如图3。

　　三、智能密度计的特点和应用

　　本仪器具有测量精度高、温度范围宽、结构紧凑、耐腐蚀、安装使用方便等特点。其中便携式由可充电电池供电，结构轻巧，适宜携带到野外工程现场，流动测量使用;在线式功能全、精度高，信号可远传，可和微机接口，可带打印机，可控制执行部件，适宜在工艺过程中的在线检测，实时控制。