U型振动管式密度计及油品标准密度计算方法

本发明涉及油品密度检测领域，尤其涉及一种u型振动管式密度计及油品标准密度计算方法。

背景技术：

1、油品密度是指单位体积油品的质量，油品密度与油品的化学组成有密切的内在联系，油品密度作为油品化验的重要指标，在炼厂工艺设计和生产、油品储运、产品计量等方面都经常用到油品密度，尤其是在油品日常管理工作中，测量油品密度是对油品的数量和质量监管的必要工作，对于油品贸易来说，油品的密度也是交易中确认油品数量的重要依据之一。因此，为方便油品的监督、管理和交易，我国规定油品在20℃时的密度为标准密度，并将标准密度作为油品质量标准中规定的密度指标，通常油品化验时都需将测量的密度转换为标准密度，而油品密度作为油品本身的一种特性，主要受温度的影响而变化，当温度升高时，油品体积增大，其密度就会减小，相反温度降低，油品密度增大。

2、目前，确定油品密度通常使用振动管式密度计，其中，按照振动管结构分类，主要有单管式、双管式和u形管式三种，但是，现有的振动管式密度计不仅结构设计复杂，并且体积较大，携带并不方便。而且在-18℃以下的温度范围内无法通过u形振动管法计算得出油品的标准密度，无法适应某些寒冷地区的工作需要，实现满足野外环境快速测量的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种u型振动管式密度计及油品标准密度计算方法，以解决上述问题。

2、第一方面，本发明实施例提出一种u型振动管式密度计，包括：底座、u型振动管和振荡频率传感器，所述u型振动管与所述底座固定连接，所述振荡频率传感器设置于所述u型振动管和所述底座的连接处；所述振荡频率传感器设置有信号采集处理模块，所述信号采集处理模块内部集成一阻抗测量芯片；

3、所述阻抗测量芯片的输出端用于发射预设频率的激励信号，所述u型振动管根据所述激励信号进行振动，并将振动信号返回至所述阻抗测量芯片的输入端，所述阻抗测量芯片用于根据所述振动信号，得到所述u型振动管的共振频率点。

4、在一种实施例中，所述信号采集处理模块还包括激励信号放大单元和振动信号放大单元；

5、所述激励信号放大单元的输入端连接所述阻抗测量芯片的输出端，所述激励信号放大单元的输出端连接所述u型振动管；所述振动信号放大单元的输入端连接所述u型振动管，所述振动信号放大单元的输出端连接所述阻抗测量芯片的输入端；

6、所述激励信号放大单元用于放大所述激励信号，所述振动信号放大单元用于放大所述振动信号。

7、在一种实施例中，u型振动管式密度计还包括控制器，所述控制器连接所述阻抗测量芯片，所述控制器用于控制所述u型振动管振动的开始和停止。

8、在一种实施例中，所述u型振动管通过激光焊接方式与所述底座固定连接，并且所述u型振动管与所述底座的平面呈垂直设置。

9、第二方面，本发明实施例提出一种应用于上述u型振动管式密度计的油品标准密度计算方法，包括：

10、基于所述u型振动管式密度计，确定当前温度下油品的测量密度；

11、基于标准密度计算公式，计算所述油品的标准密度；其中，所述标准密度计算公式为ρ20＝ρt+(1.35998-0.00081×ρt)×(t-20)-k×ρt，ρ20为所述油品的标准密度，ρt为所述测量密度，t为所述当前温度，k为所述当前温度下的密度修正系数。

12、在一种实施例中，所述基于所述u型振动管式密度计，确定当前温度下油品的测量密度之前，还包括：

13、基于所述u型振动管式密度计，确定至少两种预设温度下所述油品的测量密度；

14、采用非线性最小二乘法对所有预设温度下的所述测量密度进行非线性曲线拟合，确定所述标准密度计算公式。

15、在一种实施例中，所述预设温度的范围为-35℃～35℃。

16、在一种实施例中，所述油品标准密度计算方法还包括：

17、对不同预设温度下的所述测量密度进行回归拟合，分别得到各个所述预设温度对应的k值；

18、根据多个所述k值，创建密度修正系数表；

19、根据所述密度修正系数表和预设公式，计算所述当前温度下的k值。

20、在一种实施例中，所述预设公式为：

21、其中，t′为密度测定时的所述当前温度，所述kt′为所述当前温度对应的k值，所述当前温度位于温度t1和温度t2之间，k1为温度t1对应的k值，k2为温度t2对应的k值。

22、在一种实施例中，所述根据所述密度修正系数表和预设公式，计算所述当前温度下的k值，包括：

23、根据所述当前温度，确定第一温度和第二温度；

24、根据所述密度修正系数表，分别得到所述第一温度对应的第一k值和所述第二温度对应的第二k值；

25、通过所述第一温度、所述第二温度、所述第一k值和所述第二k值，计算所述当前温度下的k值。

26、本发明实施例提出一种u型振动管式密度计以及应用于u型振动管式密度计的宽温度范围内的油品标准密度计算方法，通过使用阻抗测量芯片，便能够实现发射激励信号和接收振动信号的一体化，从而达到共振频率点的快速采集，进而实现了密度测量，并且工艺结构简单，携带方便，能够适应某些寒冷地区的工作需要，实现满足野外环境对油品密度快速测量的需求。

技术特征：

1.一种u型振动管式密度计，其特征在于，包括：底座、u型振动管和振荡频率传感器，所述u型振动管与所述底座固定连接，所述振荡频率传感器设置于所述u型振动管和所述底座的连接处；所述振荡频率传感器设置有信号采集处理模块，所述信号采集处理模块内部集成一阻抗测量芯片；

2.根据权利要求1所述的u型振动管式密度计，其特征在于，所述信号采集处理模块还包括激励信号放大单元和振动信号放大单元；

3.根据权利要求2所述的u型振动管式密度计，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接所述阻抗测量芯片，所述控制器用于控制所述u型振动管振动的开始和停止。

4.根据权利要求1所述的u型振动管式密度计，其特征在于，所述u型振动管通过激光焊接方式与所述底座固定连接，并且所述u型振动管与所述底座的平面呈垂直设置。

5.一种油品标准密度计算方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任一项u型振动管式密度计，包括：

6.根据权利要求5所述的油品标准密度计算方法，其特征在于，所述基于所述u型振动管式密度计，确定当前温度下油品的测量密度之前，还包括：

7.根据权利要求6所述的油品标准密度计算方法，其特征在于，所述预设温度的范围为-35℃～35℃。

8.根据权利要求5所述的油品标准密度计算方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求8所述的油品标准密度计算方法，其特征在于，所述预设公式为：

10.根据权利要求9所述的油品标准密度计算方法，其特征在于，所述根据所述密度修正系数表和预设公式，计算所述当前温度下的k值，包括：

技术总结
本发明涉及油品密度检测领域，尤其涉及一种U型振动管式密度计及油品标准密度计算方法，该密度计包括：底座、U型振动管和振荡频率传感器，U型振动管与底座固定连接，振荡频率传感器设置于U型振动管和底座的连接处；振荡频率传感器设置有信号采集处理模块，信号采集处理模块集成一阻抗测量芯片；阻抗测量芯片的输出端发射预设频率的激励信号，U型振动管根据激励信号进行振动，并将振动信号返回至阻抗测量芯片的输入端，阻抗测量芯片根据振动信号，得到U型振动管的共振频率点。本发明通过使用阻抗测量芯片，能够实现发射激励信号和接收振动信号的一体化，从而达到共振频率点的快速采集，进而实现了密度测量，并且工艺结构简单，携带方便。

技术研发人员：管亮,杨庭栋,鄢豪,许贤,米红英,谷科城,左秀丽,舒建华,伊茜,刘君玉,段宇恒
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军勤务学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13