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ホワイトペーパー

レオニクス振動センサー技術:分かりにくい

レオニクスの利点

レオニクスセンサーは、特許取得済みのバランス型ねじれ共振器を採用しています。

温度、圧力、外部振動は、正確で再現性のある密度と粘度の測定にとって最大の課題です。 独自の3rd世代の電子機器とアルゴリズムを備えたレオニックスバランストーショナルレゾネーターは、過酷な動作条件下でセンサーを正確、信頼性、再現性のあるものにします。

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レオニクスセンサーシステムは、2つの利点があるため、クラス最高です。
  • 材料、振動ダイナミクス、および流体と共振器の相互作用モデリングにおける30年以上の経験に基づいて構築された超安定共振器は、業界で最も堅牢で再現性のある正確なセンサーになります。
  • センサーを駆動し、その応答を評価する、洗練された特許取得済みの3rd世代の電子機器。 優れた電子機器と包括的な計算モデルを組み合わせることで、評価ユニットは業界で最も速く、最も正確になりました。

すべてのレオニクスセンサーの中心には共振器があります。 レオニクスセンサーは、常に測定対象の流体と調和しています。

共振器は流体内で振動します。 流体は共振器の振動に影響します。 共振器への影響を測定することにより、流体の密度と粘度を決定できます。

DVフォーク共振
レオニクス共振器は、2つの方法で流体の影響を受けます。

流体が濃いほど、共振周波数は低くなります。 密度の高い流体は、共振器の質量負荷を増加させます。

マスローディング(1)

流体の粘性が高いほど、センサーの共振ピークが広くなり、小さくなります。共振器と流体の間の摩擦は、減衰を増加させます。

粘性減衰(1)

共振器の測定可能な特性-その共振周波数と減衰-は、両方とも流体の特性の影響を受けます。

ねじりの利点

多くのタイプの流体センサーは横振動を使用します。 例えば、振動ワイヤ粘度計は、ワイヤの長軸に垂直な変位に依存しています。 屈曲音叉型共振器には、片持ち梁として振動する2本の歯があり、音叉の対称面に垂直な動きをします。

一般に、横方向に振動するセンサーは、取り付けられている構造から隔離するのがより困難です。 取り付け力、取り付け構造の質量、さらには温度は、予測できない方法で共振器の応答に影響を与える可能性があるため、測定の再現性に影響を与えます。

レオニクスセンサーはねじれ振動します。 アクティブな要素は、横方向に振動するのではなく、独自の軸を中心にねじれます。 ねじりセンサーは、取り付けられている構造から簡単に分離できます。 また、横方向の共振器よりも周囲の振動による乱れが少ない

共振器の形状–測定値を決定します

レゾネーターの形状は、レゾネーターが浸漬されている流体に反応する方法を決定します。 RheonicsのSRVシリーズのセンサーは円筒形で、表面に平行に振動します。 それらは主にせん断力の影響を受けるため、質量負荷の影響を比較的受けません。 粘度ではなく密度の測定に役立ちます。

DVヘッド(1)

RheonicsのDVシリーズのセンサーは、端部が平らになっています。 それらの表面の一部はそれ自体と平行に振動し、したがって流体をせん断します。 これらは共振器の減衰に寄与し、粘度に対する感度を決定します。 表面の他の部分はそれ自体に対して垂直に振動するため、流体を変位させます。 これにより、センサーに大量の負荷がかかり、密度に対する感度が決まります。

平衡共振器の利点

共振センサーは、さらに2つの幾何学的カテゴリーに分類されます-平衡型と不平衡型です。

音叉は、典型的な平衡共振器です。 その2つのタインは反対方向に振動し、センサーのマウントに伝達される曲げ力を相殺します。

比較すると、単一の横方向に振動する梁(「ハーフ音叉」)は、その取り付けに大きな反力を及ぼし、バランスの取れた音叉形状と比較して大きなエネルギー損失をもたらします。

一方、振動ワイヤは不平衡共振器であり、その取り付け構造に相当な力を及ぼします。

不平衡共振器への取り付け条件の影響を低減するために、それらのアンカーは、実際の検出素子のサイズと比較して、比較的大きくて重くなければなりません。

平衡共振器(1)

取り付け条件に左右されない

レオニックスのセンサーは、平衡共振器を使用しています(特許出願中)。 DVシリーズは、2つのタインが反対方向にねじれるねじれ音叉構成を使用します。 SRVシリーズは、センサーの両端が反対方向にねじれ、取り付け時の反作用トルクを相殺する、独自の特許取得済みの同軸共振器を使用しています。

正確なセンサーには正確な電子機器が必要

レオニクスの流体検知システムは、すべてのセンサー製品で1つの電子プラットフォーム(評価ユニット)を使用できるようにする特許技術に依存しています。

評価ユニットの中心的なタスクは、共振周波数と減衰を決定するために、共振センサーを駆動して調べることです。 これらの2つの量が決定されたら、これらの測定値を密度と粘度の値に変換するのは洗練されたアルゴリズムのセットです。

当社の電子プラットフォームは、共振センサーの共振周波数と減衰を評価する位相シフト法に基づいており、Rheonicsの特許取得済みゲート位相ロックループ技術と組み合わせています。

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