一种悬臂梁式流体密度计及其检测方法

1.本发明涉及流体检测设备技术领域，具体是一种悬臂梁式流体密度计及其检测方法。


背景技术：

2.密度在石油产品计量中是一个十分重要的量化标志，它不仅是计算一定体积下油品的数量指标，同时也是油品品质的一个重要标志。在油品业务中，诸如油品贸易交接、存储计量、油品品质的调配，以及解决油品销售和使用中各种质量纠纷等，油品密度都作为重要的考察对象，流体密度计是用于对流体的密度进行检测的一种装置。
3.中国专利cn105092414a公开了一种悬臂梁式流体密度计及其检测方法，悬臂梁式流体密度计包括壳体、测量管、第一波纹管、第二波纹管、流体入口法兰、流体出口法兰、悬臂梁、紧固装置、激振器和拾振器；检测方法为通过弹性力学理论得悬臂梁和测量管及其内流体组成的系统的固有频率，然后求取测量管中流体的密度。本发明通过采用悬臂梁来测量流体的密度，不仅能够最大限度地消除外界振动对流体密度检测精度的影响，并且检测精度高，同时，在使用该悬臂梁式流体密度计检测流体的密度时，其检测精度不受流体温度及压力变化的影响。
4.在对流体密度进行检测时，压力会对检测结果造成影响，因此在检测时，测量管需要与输油管道的粗细一致，因此对不同的输油管道需要匹配不同的粗细的测量管，而现有的流体密度计不便于对测量管进行更换。
5.因此，有必要提供一种悬臂梁式流体密度计及其检测方法解决上述技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种悬臂梁式流体密度计及其检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.基于上述思路，本发明提供如下技术方案：一种悬臂梁式流体密度计，包括支架和检测元件，所述支架上固定安装有测量管，所述测量管上套装有支撑筒，所述支撑筒的顶壁固定安装有连接筒，所述检测元件包括安装筒、检测探头和密封垫，所述安装筒插入所述连接筒内，所述检测探头设置在所述安装筒的底端，所述检测探头插入所述测量管内，所述连接筒内腔的底部开设有环形凹槽，所述密封垫设置在所述环形凹槽内，所述密封垫的下方设置有压环，所述测量管内设置有用于驱动压环相对连接筒移动的驱动机构。
8.作为本发明的进一步方案，所述密封垫包括转动部和两个环形垫片，两个所述环形垫片通过转动部转动连接，位于上方的所述环形垫片的内环壁与所述安装筒固定连接，密封垫在不受外力作用时，两个环形垫片之间的夹角大于90
°
，密封垫受压环挤压时，两个环形垫片相贴合。
9.作为本发明的进一步方案，所述驱动机构包括推块，所述推块的顶端固定安装有滑柱，所述滑柱的顶端与所述压环的底壁固定连接，所述测量管的管壁内部开设有安装腔，
所述安装腔内滑动安装有斜块，所述推块设置在所述安装腔内，所述斜块与所述推块相接触，且所述斜块与所述推块的接触面为斜面，所述安装腔内设置有用于驱动斜块移动的牵引组件。
10.作为本发明的进一步方案，所述滑柱上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的底端与所述推块的顶壁固定连接，所述第一弹簧的顶端与所述安装腔的顶部内壁固定连接。
11.作为本发明的进一步方案，所述牵引组件包括牵引绳和第二弹簧，所述牵引绳的一端与所述斜块固定连接，所述第二弹簧的一端与所述斜块固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述安装腔的内侧壁固定连接。
12.作为本发明的进一步方案，所述支架包括底板和两个立板，两个所述立板分别固定安装在底板顶端的两侧，两个所述立板的顶部均开设有方形槽，所述测量管的两端部均套装有支撑板，两个所述支撑板分别设置在两个方形槽内，所述支撑板的侧壁开设有锁定孔，所述立板上螺纹安装有螺栓，所述螺栓的一端插入所述锁定孔内，所述螺栓的另一端固定安装有旋钮。
13.作为本发明的进一步方案，所述锁定孔的内壁开设有螺纹槽，所述锁定孔内螺纹安装有螺纹块，所述螺纹块与所述牵引绳传动连接，所述螺栓伸入锁定孔内的一端固定安装有连接盘，所述连接盘与所述螺纹块相啮合。
14.作为本发明的进一步方案，所述锁定孔内滑动安装有滑块，所述滑块上固定安装有第一限位块，所述锁定孔的内壁开设有限位槽，所述第一限位块设置在所述限位槽内，所述第一限位块与所述牵引绳远离斜块的一端固定连接，所述螺纹块与所述滑块转动连接。
15.作为本发明的进一步方案，所述连接盘靠近螺纹块的侧壁固定安装有十字块，所述螺纹块靠近连接盘的侧壁转动安装有啮合盘，所述啮合盘上开设有十字槽，所述十字槽与所述十字块相适配，所述螺纹块上开设有弧形槽，所述啮合盘的外壁固定安装有第二限位块，所述第二限位块设置在所述弧形槽内，所述第二限位块的两相对侧壁均固定安装有弹性气囊。
16.本发明还公开了一种悬臂梁式流体密度计的检测方法，包括以下步骤：
17.s1.将流体通过测量管的一端输入，再通过测量管的另一端输出，流体在测量管内经过时，通过检测探头检测流体的密度；
18.s2.需要更换不同粗细的测量管时，将检测元件从原测量管上取下，再将新的测量管安装在支架上，然后将安装筒插入连接筒内；
19.s3.通过驱动机构驱动压环朝向密封垫移动，从而对密封垫进行挤压，使密封垫压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒的连接处进行密封。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在测量时将流体通过测量管的一端输入，再通过测量管的另一端输出，流体在测量管内经过时，通过检测探头检测流体的密度，需要更换不同粗细的测量管时，将检测元件从原测量管上取下，再将新的测量管安装在支架上，然后将安装筒插入连接筒内，再通过驱动机构驱动压环朝向密封垫移动，从而对密封垫进行挤压，使密封垫压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒的连接处进行密封，不同粗细的测量管上的支撑筒的外径相同，且连接筒相同，从而使得检测元件能够安装在不同粗细的测量管上，便于对测量管进行更换，使得测量管的粗细不会对测量结果造成影响，提高了检测精度。
附图说明
21.图1为本发明的三维结构示意图；
22.图2为本发明支撑板和立板的侧视剖面结构示意图；
23.图3为本发明的主视剖面结构示意图；
24.图4为本发明检测元件的结构示意图；
25.图5为本发明测量管的剖面结构示意图；
26.图6为本发明图5的a处放大结构示意图；
27.图7为本发明的侧视剖面结构示意图；
28.图8为本发明图7的b处放大结构示意图；
29.图9为本发明连接盘的侧视结构示意图；
30.图10为本发明螺纹块的侧视结构示意图；
31.图11为本发明图4的c处放大结构示意图。
32.图中：1、底板；2、立板；3、测量管；301、安装腔；4、支撑板；401、锁定孔；402、限位槽；5、法兰；6、支撑筒；7、连接筒；8、显示屏；9、安装筒；10、检测探头；11、密封垫；1101、环形垫片；1102、转动部；12、压环；13、滑柱；14、推块；15、第一弹簧；16、斜块；17、第二弹簧；18、牵引绳；19、螺栓；20、旋钮；21、连接盘；22、螺纹块；2201、弧形槽；23、滑块；24、第一限位块；25、十字块；26、啮合盘；2601、十字槽；27、第二限位块；28、弹性气囊。
具体实施方式
33.请参阅图1～4和图11，本发明实施例中，一种悬臂梁式流体密度计，包括支架和检测元件，检测元件为现有技术，即流体密度计，所述支架上固定安装有测量管3，所述测量管3上套装有支撑筒6，测量管3的两端均设置有法兰5，所述支撑筒6的顶壁固定安装有连接筒7，所述检测元件包括安装筒9、检测探头10和密封垫11，安装筒9的顶端固定安装有显示屏8，显示屏8用于显示检测的数据，所述安装筒9插入所述连接筒7内，所述检测探头10设置在所述安装筒9的底端，所述检测探头10插入所述测量管3内，所述连接筒7内腔的底部开设有环形凹槽，所述密封垫11设置在所述环形凹槽内，所述密封垫11的下方设置有压环12，所述测量管3内设置有用于驱动压环12相对连接筒7移动的驱动机构；测量时将流体通过测量管3的一端输入，再通过测量管3的另一端输出，流体在测量管3内经过时，通过检测探头10检测流体的密度，需要更换不同粗细的测量管3时，将检测元件从原测量管3上取下，再将新的测量管3安装在支架上，然后将安装筒9插入连接筒7内，再通过驱动机构驱动压环12朝向密封垫11移动，从而对密封垫11进行挤压，使密封垫11压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒7的连接处进行密封，不同粗细的测量管3上的支撑筒6的外径相同，且连接筒7相同，从而使得检测元件能够安装在不同粗细的测量管3上，便于对测量管3进行更换，使得测量管3的粗细不会对测量结果造成影响，提高了检测精度。
34.本实施例中，优选的，所述密封垫11包括转动部1102和两个环形垫片1101，两个所述环形垫片1101通过转动部1102转动连接，转动部1102和两个环形垫片1101设置为一体式结构，且为弹性橡胶材质制成，使得两个环形垫片1101能够相对转动，位于上方的所述环形垫片1101的内环壁与所述安装筒9固定连接，密封垫11在不受外力作用时，两个环形垫片1101之间的夹角大于90
°
，密封垫11受压环12挤压时，两个环形垫片1101相贴合，使得压环
12对密封垫11进行挤压时，两个环形垫片1101相贴合，从而对检测元件与连接筒7的连接处进行密封，且密封垫11在不受外力作用时，两个环形垫片1101之间的夹角大于90
°
，使得密封垫11能够更加便捷的插入连接筒7内，以便于安装检测元件。
35.请参阅图5和图6，本发明实施例中，所述驱动机构包括推块14，所述推块14的顶端固定安装有滑柱13，所述滑柱13的顶端与所述压环12的底壁固定连接，所述测量管3的管壁内部开设有安装腔301，所述安装腔301内滑动安装有斜块16，所述推块14设置在所述安装腔301内，所述斜块16与所述推块14相接触，且所述斜块16与所述推块14的接触面为斜面，从而使得斜块16向右移动时能推动推块14向上移动，所述安装腔301内设置有用于驱动斜块16移动的牵引组件。
36.本实施例中，优选的，所述滑柱13上套设有第一弹簧15，所述第一弹簧15的底端与所述推块14的顶壁固定连接，所述第一弹簧15的顶端与所述安装腔301的顶部内壁固定连接。
37.本实施例中，优选的，所述牵引组件包括牵引绳18和第二弹簧17，所述牵引绳18的一端与所述斜块16固定连接，所述第二弹簧17的一端与所述斜块16固定连接，所述第二弹簧17的另一端与所述安装腔301的内侧壁固定连接；需要驱动压环12向下移动时，拉动牵引绳18，牵引绳18拉动斜块16向左移动，此时在第一弹簧15的弹性作用下，推动推块14向下移动，推块14向下移动时通过滑柱13带动压环12向下移动，需要驱动压环12向上移动时，使牵引绳18松弛，此时在第二弹簧17的弹性作用下，斜块16向右移动，斜块16向右移动时推动推块14向上移动，推块14向上移动时通过滑柱13带动压环12向上移动。
38.请参阅图7和图8，本发明实施例中，所述支架包括底板1和两个立板2，两个所述立板2分别固定安装在底板1顶端的两侧，两个所述立板2的顶部均开设有方形槽，所述测量管3的两端部均套装有支撑板4，两个所述支撑板4分别设置在两个方形槽内，所述支撑板4的底部开设有凹槽，立板2设置在凹槽内，所述支撑板4的侧壁开设有锁定孔401，所述立板2上螺纹安装有螺栓19，所述螺栓19的一端插入所述锁定孔401内，所述螺栓19的另一端固定安装有旋钮20；不同粗细的测量管3两端的支撑板4的尺寸相同，以便于不同粗细的测量管3的安装，安装测量管3时，将两个支撑板4插入两个方形槽内，然后旋转旋钮20，旋钮20旋转时带动螺栓19旋转，螺栓19旋转时逐渐插入锁定孔401内，从而对支撑板4进行锁定。
39.本实施例中，优选的，所述锁定孔401的内壁开设有螺纹槽，所述锁定孔401内螺纹安装有螺纹块22，所述螺纹块22与所述牵引绳18传动连接，所述螺栓19伸入锁定孔401内的一端固定安装有连接盘21，所述连接盘21与所述螺纹块22相啮合；当螺栓19插入锁定孔401时，随着螺栓19的旋转，螺栓19通过连接盘21带动螺纹块22旋转，从而使螺纹块22逐渐向右移动，从而使牵引绳18逐渐松弛，当螺栓19移出锁定孔401时，随着螺栓19的旋转，螺栓19通过连接盘21带动螺纹孔反向旋转，从而使螺纹孔逐渐向左移动，从而使牵引绳18向左移动，使得将螺栓19插入锁定孔401时即可对检测元件与连接筒7的连接处进行密封，将螺栓19移出锁定孔401时即可解除检测元件与连接筒7的连接处的密封，从而使得检测元件的安装和拆卸更加便捷。
40.本实施例中，优选的，所述锁定孔401内滑动安装有滑块23，所述滑块23上固定安装有第一限位块24，所述锁定孔401的内壁开设有限位槽402，所述第一限位块24设置在所述限位槽402内，所述第一限位块24与所述牵引绳18远离斜块16的一端固定连接，所述螺纹
块22与所述滑块23转动连接；第一限位块24的设置，使得滑块23只能相对锁定孔401滑动，无法相对锁定孔401旋转，从而使得螺纹块22旋转时不会带动滑块23旋转，以防止牵引绳18扭转。
41.请参阅图9和图10，本发明实施例中，所述连接盘21靠近螺纹块22的侧壁固定安装有十字块25，所述螺纹块22靠近连接盘21的侧壁转动安装有啮合盘26，所述啮合盘26上开设有十字槽2601，所述十字槽2601与所述十字块25相适配，所述螺纹块22上开设有弧形槽2201，所述啮合盘26的外壁固定安装有第二限位块27，所述第二限位块27设置在所述弧形槽2201内，所述第二限位块27的两相对侧壁均固定安装有弹性气囊28；通过弹性气囊28和第二限位块27的设置，使得啮合盘26能小幅度旋转，从而使得连接盘21与啮合盘26接触时，十字块25能够插入十字槽2601内，且不会影响十字块25带动螺纹块22旋转。
42.本发明还公开了一种悬臂梁式流体密度计的检测方法，包括以下步骤：
43.s1.将流体通过测量管3的一端输入，再通过测量管3的另一端输出，流体在测量管3内经过时，通过检测探头10检测流体的密度；
44.s2.需要更换不同粗细的测量管3时，将检测元件从原测量管3上取下，再将新的测量管3安装在支架上，然后将安装筒9插入连接筒7内；
45.s3.通过驱动机构驱动压环12朝向密封垫11移动，从而对密封垫11进行挤压，使密封垫11压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒7的连接处进行密封。
46.本发明的工作原理是：测量时将流体通过测量管3的一端输入，再通过测量管3的另一端输出，流体在测量管3内经过时，通过检测探头10检测流体的密度，需要更换不同粗细的测量管3时，将检测元件从原测量管3上取下，再将新的测量管3安装在支架上，然后将安装筒9插入连接筒7内，再通过驱动机构驱动压环12朝向密封垫11移动，从而对密封垫11进行挤压，压环12对密封垫11进行挤压时，两个环形垫片1101相贴合，位于上方的环形垫片1101压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒7的连接处进行密封；当螺栓19插入锁定孔401时，随着螺栓19的旋转，螺栓19通过连接盘21带动螺纹块22旋转，从而使螺纹块22逐渐向右移动，从而使牵引绳18逐渐松弛此时在第二弹簧17的弹性作用下，斜块16向右移动，斜块16向右移动时推动推块14向上移动，推块14向上移动时通过滑柱13带动压环12向上移动；当螺栓19移出锁定孔401时，随着螺栓19的旋转，螺栓19通过连接盘21带动螺纹孔反向旋转，从而使螺纹孔逐渐向左移动，从而使牵引绳18向左移动，使得牵引绳18拉动斜块16向左移动，此时在第一弹簧15的弹性作用下，推动推块14向下移动，推块14向下移动时通过滑柱13带动压环12向下移动；通过弹性气囊28和第二限位块27的设置，使得啮合盘26能小幅度旋转，从而使得连接盘21与啮合盘26接触时，十字块25能够插入十字槽2601内，且不会影响十字块25带动螺纹块22旋转。

技术特征：
1.一种悬臂梁式流体密度计，包括支架和检测元件，其特征在于：所述支架上固定安装有测量管，所述测量管上套装有支撑筒，所述支撑筒的顶壁固定安装有连接筒，所述检测元件包括安装筒、检测探头和密封垫，所述安装筒插入所述连接筒内，所述检测探头设置在所述安装筒的底端，所述检测探头插入所述测量管内，所述连接筒内腔的底部开设有环形凹槽，所述密封垫设置在所述环形凹槽内，所述密封垫的下方设置有压环，所述测量管内设置有用于驱动压环相对连接筒移动的驱动机构。2.根据权利要求1所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述密封垫包括转动部和两个环形垫片，两个所述环形垫片通过转动部转动连接，位于上方的所述环形垫片的内环壁与所述安装筒固定连接，密封垫在不受外力作用时，两个环形垫片之间的夹角大于90
°
，密封垫受压环挤压时，两个环形垫片相贴合。3.根据权利要求1所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述驱动机构包括推块，所述推块的顶端固定安装有滑柱，所述滑柱的顶端与所述压环的底壁固定连接，所述测量管的管壁内部开设有安装腔，所述安装腔内滑动安装有斜块，所述推块设置在所述安装腔内，所述斜块与所述推块相接触，且所述斜块与所述推块的接触面为斜面，所述安装腔内设置有用于驱动斜块移动的牵引组件。4.根据权利要求3所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述滑柱上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的底端与所述推块的顶壁固定连接，所述第一弹簧的顶端与所述安装腔的顶部内壁固定连接。5.根据权利要求4所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述牵引组件包括牵引绳和第二弹簧，所述牵引绳的一端与所述斜块固定连接，所述第二弹簧的一端与所述斜块固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述安装腔的内侧壁固定连接。6.根据权利要求5所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述支架包括底板和两个立板，两个所述立板分别固定安装在底板顶端的两侧，两个所述立板的顶部均开设有方形槽，所述测量管的两端部均套装有支撑板，两个所述支撑板分别设置在两个方形槽内，所述支撑板的侧壁开设有锁定孔，所述立板上螺纹安装有螺栓，所述螺栓的一端插入所述锁定孔内，所述螺栓的另一端固定安装有旋钮。7.根据权利要求6所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述锁定孔的内壁开设有螺纹槽，所述锁定孔内螺纹安装有螺纹块，所述螺纹块与所述牵引绳传动连接，所述螺栓伸入锁定孔内的一端固定安装有连接盘，所述连接盘与所述螺纹块相啮合。8.根据权利要求7所述的一种悬臂梁式流体密度计，其特征在于：所述锁定孔内滑动安装有滑块，所述滑块上固定安装有第一限位块，所述锁定孔的内壁开设有限位槽，所述第一限位块设置在所述限位槽内，所述第一限位块与所述牵引绳远离斜块的一端固定连接，所述螺纹块与所述滑块转动连接。9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的悬臂梁式流体密度计对流体进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将流体通过测量管的一端输入，再通过测量管的另一端输出，流体在测量管内经过时，通过检测探头检测流体的密度；s2.需要更换不同粗细的测量管时，将检测元件从原测量管上取下，再将新的测量管安装在支架上，然后将安装筒插入连接筒内；
s3.通过驱动机构驱动压环朝向密封垫移动，从而对密封垫进行挤压，使密封垫压在环形凹槽的顶部内壁上，从而对检测元件与连接筒的连接处进行密封。

技术总结
本发明涉及流体检测设备技术领域，公开了一种悬臂梁式流体密度计，包括支架和检测元件，所述支架上固定安装有测量管，所述测量管上套装有支撑筒，所述支撑筒的顶壁固定安装有连接筒，所述检测元件包括安装筒、检测探头和密封垫，所述安装筒插入所述连接筒内，所述检测探头设置在所述安装筒的底端，所述检测探头插入所述测量管内，所述连接筒内腔的底部开设有环形凹槽，所述密封垫设置在所述环形凹槽内，所述密封垫的下方设置有压环，所述测量管内设置有用于驱动压环相对连接筒移动的驱动机构；本发明便于对测量管进行更换，使得测量管的粗细不会对测量结果造成影响，提高了检测精度。精度。精度。


技术研发人员：田中山 仪林 王现中 杨昌群 张晨 牛道东 梁伽铭 戴景民 张俊 杨利民
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学 中仪知联（苏州）工业自动化有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/7/28