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Rheonics Schwingungssensorik: entmystifiziert

Das Rheonics Vorteile

Rheonics Sensoren verwenden patentierte ausgeglichene Torsionsresonatoren.

Temperatur, Druck und externe Vibrationen stellen die größten Herausforderungen für eine genaue und wiederholbare Dichte- und Viskositätsmessung dar. Rheonics Ausgeglichene Torsionsresonatoren zusammen mit proprietärer Elektronik und Algorithmen der 3. Generation machen unsere Sensoren auch unter härtesten Betriebsbedingungen präzise, ​​zuverlässig und wiederholbar.

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Rheonics Sensorsysteme sind aufgrund zweier Vorteile die besten ihrer Klasse
  • Hochstabile Resonatoren, die auf mehr als 30 Jahren Erfahrung in den Bereichen Materialien, Schwingungsdynamik und Modellierung von Fluid-Resonator-Wechselwirkungen basieren und zu den robustesten, wiederholbarsten und genauesten Sensoren der Branche zählen.
  • Ausgereifte, patentierte Elektronik der 3rd-Generation zur Ansteuerung unserer Sensoren und Auswertung ihrer Reaktion. Hervorragende Elektronik kombiniert mit einem umfassenden Rechenmodell machen unsere Auswerteeinheiten zu den schnellsten und genauesten der Branche.

Im Herzen von jedem Rheonics Sensor ist ein Resonator. Rheonics Sensoren sind immer auf die Flüssigkeiten abgestimmt, die sie messen!

Der Resonator schwingt in der Flüssigkeit; Die Flüssigkeit beeinflusst die Schwingungen des Resonators. Indem wir die Wirkung auf den Resonator messen, können wir die Dichte und Viskosität des Fluids bestimmen.

DV-Gabel-Resonanz
Rheonics Resonatoren werden durch Flüssigkeiten auf zwei Arten beeinflusst:

Je dichter die Flüssigkeit ist, desto niedriger ist die Resonanzfrequenz. Eine dichtere Flüssigkeit erhöht die Massenbelastung des Resonators.

Massenladen (1)

Je viskoser das Fluid ist, desto breiter und kleiner ist die Resonanzspitze des Sensors. Die Reibung zwischen dem Resonator und dem Fluid erhöht dessen Dämpfung.

viskose Dämpfung (1)

Die messbaren Eigenschaften des Resonators - seine Resonanzfrequenz und Dämpfung - werden beide von den Eigenschaften des Fluids beeinflusst.

Der Torsionsvorteil

Viele Arten von Fluidsensoren verwenden seitliche Vibrationen. Vibrierende Drahtviskosimeter sind beispielsweise auf die Verschiebung des Drahts senkrecht zu seiner Längsachse angewiesen. Biegestimmgabelresonatoren haben zwei Zinken, die als freitragende Träger schwingen und sich senkrecht zur Symmetrieebene der Stimmgabel bewegen.

Seitlich vibrierende Sensoren sind im Allgemeinen schwerer von den Strukturen zu isolieren, in denen sie montiert sind. Montagekräfte, die Masse der Montagestrukturen und sogar die Temperatur können das Verhalten der Resonatoren auf unvorhersehbare Weise beeinflussen und somit die Wiederholbarkeit von Messungen beeinflussen.

Rheonics Sensoren vibrieren in Torsion. Ihre aktiven Elemente drehen sich um ihre eigene Achse, anstatt seitlich zu vibrieren. Torsionssensoren lassen sich leichter von den Strukturen isolieren, in denen sie montiert sind. Sie werden auch weniger durch Umgebungsvibrationen gestört als laterale Resonatoren

Form des Resonators - bestimmt die Messungen

Die Form des Resonators bestimmt die Art und Weise, wie er auf die Flüssigkeit reagiert, in die er eingetaucht ist. RheonicsDie Sensoren der SRV-Serie sind zylindrisch und vibrieren parallel zu ihren eigenen Oberflächen. Sie werden hauptsächlich durch Scherkräfte beeinflusst und sind daher relativ unempfindlich gegenüber Massenbelastungseffekten. Sie eignen sich zur Messung der Viskosität, jedoch nicht zur Messung der Dichte.

DV-Kopf (1)

Rheonics' Die Sensoren der DV-Serie haben abgeflachte Endmassen. Teile ihrer Oberflächen schwingen parallel zu sich selbst und scheren dadurch die Flüssigkeit. Diese tragen zur Dämpfung des Resonators bei und bestimmen dessen Viskositätsempfindlichkeit. Andere Teile der Oberfläche vibrieren senkrecht zu sich selbst und verdrängen dadurch die Flüssigkeit. Dies führt zu einer Massenbelastung des Sensors und bestimmt seine Empfindlichkeit gegenüber der Dichte.

Der Vorteil des symmetrischen Resonators

Resonanzsensoren lassen sich in zwei weitere geometrische Kategorien einteilen - symmetrisch und unsymmetrisch.

Eine Stimmgabel ist ein typischer ausbalancierter Resonator. Die beiden Zinken vibrieren in entgegengesetzte Richtungen und gleichen Biegekräfte aus, die ansonsten auf die Sensorhalterung übertragen werden.

Im Vergleich dazu übt ein einzelner transversal schwingender Balken (eine "halbe Stimmgabel") große Reaktionskräfte auf seine Lagerung aus, was zu einem großen Energieverlust im Vergleich zur ausgeglichenen Stimmgabelgeometrie führt.

Ein vibrierender Draht ist andererseits ein unausgeglichener Resonator und übt erhebliche Kräfte auf seine Montagestrukturen aus.

Um die Auswirkungen der Montagebedingungen auf unsymmetrische Resonatoren zu verringern, müssen deren Anker im Vergleich zur Größe des tatsächlichen Messfühlers relativ groß und massiv sein.

symmetrischer Resonator (1)

Unempfindlich gegen Montagebedingungen

Rheonics' Sensoren verwenden ausgeglichene Resonatoren (zum Patent angemeldet). Die DV-Serie verwendet eine Torsionsgabelkonfiguration, bei der sich die beiden Zinken in entgegengesetzte Richtungen drehen. Die SRV-Serie verwendet einen einzigartigen patentierten Koaxialresonator, bei dem sich die beiden Enden des Sensors in entgegengesetzte Richtungen drehen und so Reaktionsdrehmomente bei ihrer Montage aufheben.

Genaue Sensoren benötigen eine genaue Elektronik

Rheonics Fluidsensorsysteme basieren auf einer patentierten Technologie, die den Einsatz einer einzigen Elektronikplattform – der Auswerteeinheit – für alle unsere Sensorprodukte ermöglicht.

Kernaufgabe der Auswerteeinheit ist es, den Resonanzsensor anzusteuern und abzufragen, um dessen Resonanzfrequenz und dessen Dämpfung zu bestimmen. Sobald diese beiden Größen ermittelt wurden, müssen diese Messungen mit einem ausgeklügelten Algorithmus in Werte für Dichte und Viskosität umgewandelt werden.

Unsere Elektronikplattform basiert auf der Phasenverschiebungsmethode zur Bewertung der Resonanzfrequenz und der Dämpfung des Resonanzsensors, gekoppelt mit Rheonics' patentierte Gated-Phase-Locked-Loop-Technologie.

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