冯 帅, 杜海龙, 王海丽

(中国民航大学 工程技术训练中心,天津 300300)

0 引 言

液体密度测量在工农业生产、食品制药、航空航天等多个领域需求广泛。例如在航空维修领域,应用之一是铅酸蓄电池电解液密度测量。作为一项重要的维护工作,关系到蓄电池的使用寿命、工作状态和适航性能。当前维修中,出于成本考虑多使用吸入式电液密度计。这种密度计虽然价格便宜,但存在如下问题:一是量筒内的浮子很难呈完全直立状态,易造成测量误差；二是需要人工读数,还要换算成25 ℃时的数值,过程繁琐、不直观。相比之下,数字式密度计是浮子式密度计的良好替代品。依据测量原理,可分为射线式、电容式、超声式、振动式几种。其中,射线式液体密度计可实现非接触测量,但需要放射性射线源,应用较少[1,2]；电容式液体密度计结构简单,成本低,但测量精度不高[3]；超声式液体密度计响应快,精度高,但待测液体中的杂质或气泡会引起超声波信号的衰减,导致测量不稳定[4]；振动式液体密度计性能稳定,测量精度高,操作便捷[5～7],国内开展了不少理论研究和样机试制。但遗憾的是成熟产品较少,市场基本被国外产品垄断,且价格昂贵。

本文为推动低成本、高精度液体密度计在航空维修领域的应用,比较各类密度计的优缺点,最终基于谐振原理,设计了一台数字式液体密度计。系统以单U型管为振动管,应变片组成的双差动电桥为拾振器,采用电磁激振方式实现密度测量。……