DE2249214A1

DE2249214A1 - Schaltungsanordnung fuer ein vibrationsdensitometer

Info

Publication number: DE2249214A1
Application number: DE2249214A
Authority: DE
Inventors: Gerald Lance Schlatter
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 1971-10-13
Filing date: 1972-10-07
Publication date: 1973-04-19
Also published as: NL7213922A; JPS4847872A; US3769831A; CA965983A; JPS5238904B2; FR2157466A5; GB1404206A; SE390456B

Description

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!Deutsche ITT Industries GmbH G.L. Schlatter 8

78 Freiburg, Hans-BunterStr. 19 Mo/kn

6. Oktober 1972

DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG

FREIBURG I. BR. '

Schaltungsanordnung für ein Vibrationsdensitometer

Die Priorität der Anmeldung Nr. 188 888 vom 13.1O.1974f in'den Vereinigten Staaten von Amerika wird beansprucht.

Die Erfindung betrifft eine.Schaltungsanordnung für ein Vibrationsdensitometer zur Bestimmung der Dichte eines Strömungsmittels und im speziellen eine Schaltungsanordnung, die ein der Strömungsmitteldichte direkt proportionales Ausgangssignal abgibt, wobei die Schwingfrequenz der Schwinge des Vibrationsdensitometers elektrisch aufgenommen und in eine Impulsfolge gleicher Frequenz umgewandelt wird.

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In der Vergangenheit war es sehr schv/ierig, eine Anordnung anzugeben, die ein der Dichte eines Gases direkt proportionales analoges Signal abgibt. Die Erfindung ermöglicht dies dadurch, daß C¹Ie Impulsfolge einer ersten Integrationsschaltung zur Lieferung einer der Schv/ing frequenz direkt proportionalen Ausgangsgröße zugeführt ist, daß der ersten Integrationsschaltung eine zweite Integrationsschaltung zur Lieferung einer dem Quadrat der Schwingfrequenz direkt proportionalen Ausgangsgröße nachgeschaltet ist und daß die beiden Ausgangsgrößen zusammen mit einer von einer Konstantpotentialquelle gelieferten konstanten Ausgangsgröße · einer Summieranordnung zugeführt sind.

Die Eigenschaften und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der in der Zeichnung dargestellten.Figuren näher erklärt, die lediglich der Erläuterung dienen sollen.

Fig. 1 zeigt die perspektivische Ansicht einer Densitometersonde, die entsprechend der Erfindung ausgebildet ist; ■

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Sonde von Fig. 1 entlang der Linie 2-2;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gruppe von Bestandteilen der in Fig. 1 gezeigten Sonde;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt der Anordnung von Fig. 3 entlang der Linie 4-4;

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt eines Teils _r, der in Fig. 1 gezeigten Sonde;

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 2 durch einen Teil der Halterung eines elektrischen Anschlusses, der anderweitig bezüglich der . Sonde befestigt ist;

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Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild eines nach der Erfindung aufgebauten Densitometers;

Fig. 8 zeigt das schematische Schaltbild eines Teils der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsblöcke';

Fig. 9 zeigt das schematische Schaltbild eines anderen Teils der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsblöcke?

Fig. 10 zeigt das Schaltbild eines wiederum anderen Teils der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsblöcke;

Fig. 11 zeigt ein Detailblockschaltbild des einen der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsblöcke;

Fig..12 zeigt das Blockschaltbild der in Fig. 11 gezeigten •₍ . Impulsformer schaltung;

Fig. 13 zeigt das Blockschaltbild des in Fig. 12 gezeigten Vorwahlzählers;

Fig. 14 und 15 zeigen schematisch das Schaltbild der in Fig. 11 gezeigten .Integrationsschaltungen;

Fig. 16 zeigt das scheinstische Schaltbild der in Fig. 11 gezeigten Abtast-Speicherschaltung;

Fig. 17 und 18 zeigen für die. Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung charakteristische Kurvengruppen und

Fig. 19 zeigt das schematische Schaltbild eines zusätzlichen Teils der Linearisierungsschaltung von Fig. 7

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In Fig. 1 ist eine Schwingungsdensitometersonde IO' gezeigt, die einen Schaft 11', ein Gehäuse 12' an ihrem oberen Ende, ein röhrenförmiges Bauteil 13j' an ihrem unteren Ende und einen elektrischen Anschluß 14' aufweist, der am oberen Ende des Gehäuses 12' mittels der Bolzen 15' befestigt ist. Die ringförmigen Befestigungsteile 16' und 17* umgeben den Schaft 11', damit die Sonde 10' in einem hohlen, zylindrischen Anschlußstück 18· der Rohrleitung 19' befestigt werden kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist.

Nach den Fig. 1 und 2 ist eine Schwinge 20' aus rostfreiem Stahl am Bauteil 13' senkrecht zur Achse eines hohlzylindrischen magnetostriktiven inneren Rohres 21' befestigt. Die Schwinge 20' kann, wenn gewünscht, auch symmetrisch zur Achse der sie umgebenden äußeren Hülse 22' befestigt sein.

Die, Schwinge 20' kann eine rechteckige Platte mit flachen und parallelen oberen und unteren Begrenzungsflächen sein, wie Fig. zeigt, und sie kann andererseits wechselseitig normale Flächen besitzen, die ein rechteckiges Parallelepiped bilden.

Der Schaft II¹ umfaßt nicht nur das innere Rohr 21', sondern auch ein magnetisches äußeres Rohr 23'. Die auf die Nylonhülse 25' gewickelte Antriebsspule oder Ringspulenwicklung 24' ist fest auf die Außenfläche des inneren Rohres 21' gepreßt und sitzt in einer Lücke zwischen den Rohren 21' und 23' am unteren Ende des Schaftes 11'. Die Spule 24' wird somit fest auf dem inneren Rohr 21' gehalten, obgleich dier. für den Betrieb des Gerätes nach der Erfindung nicht unbedingt nötig ist.

Die Schwinge 20' ist zwischen -zwei Halbzylindersn 26' und 27' gehaltert, wie Fig. 2 und 3 zeigen. Die Längskanten der Schwinge 20' werden zwischen den Ilalbzylindern 26' und 27' mit einem

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Druck von z.B. 14.000 N/cm zusammengepreßt, da der Aufbau, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, in die Hülse 22' mit einer Preßpassung eingesetzt und die Hülse 22' /for dem Einsetzen erhitzt wird.

Eine ausführbare Alternative besteht darin, die Schwinge 20' an die Halbzylinder 26', 27' mittels Elektronenstrahlen anzuschweissen. Die geschweißte Anordnung kann dann ebenfalls dem Druck infolge der Preßpassung ausgesetzt werden. Die weitere Beschreibung bezieht sich jedoch auf die ungeschweißte Alternative.

Der Halbzylinder 26' hat vier Vorsprünge 28', und der Halbzylinder 27" hat vier Vorsprünge 29'. Die Vorsprünge 28' und 29' sorgen dafür, daß zwischen dem Halbzylinder 26' und dem Halb-, zylinder 27. eine Längsbewegung der Schwinge 20' nicht möglich ist, obwohl dies aufgrund des Spanndruckes, der auf der Schwinge 20'" •zwischen den Halbzylindern 26' und 27' lastet, ohnehin unwahrscheinlich "ist; .

Die Halbzylinder 26' und 27' und die⁰Schwinge 20' können so ausgebildet werden, daß sie eine Aussparung oder eine Mulde zur Aufnahme des piezoelektrischen Kristalls 30' aufweisen. Der Kristall 30' hat elektrische Anschlüsse 31' und 32 '/die um die Halbzylinder 26' und 27' herum in den entsprechenden Rillen 33' und 34' zu einem Punkt führen, an dem sie das hohle Innere des inneren Rohres 21* erreichen. Dieser Einlaß ist am unteren Ende des inneren Rohres 21', wie Fig. 2 zeigt, angebracht. ■

Nach Fig. 3 können die Vorsprünge 28.' und 29' einen schmalen Zwischenraum bei 35' aufweisen, damit sichergestellt ist, daß der Druckkontakt der Ilalbzylinder 26' und 27' auf die Schwinge 20' entsprechend der Preßpassung hoch ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist ein Ansatz 36' bei 37' an die Hülse 1.3' flüssigkeitsdicht· angeschweißt. Obgleich das Gerät nach der Er-

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findung durchaus nicht immer flüssigkeitsdicht sein *«(§:# eine Glas-Metallabdichtung oder eine andere Abdipktflng im inneren Rohr 21' für die Zuleitungen 4l' und 32' angebracht sein. Wenn gewünscht können der Kristall 30' und die Zuleitungen 31' und 32' vor dem Anbringen der Preßpassung in den Rillen 33' und 34' in Epoxydharz eingebettet werden. Nach dem Anbringen der Preßpassung kann die ganze Einheit, wenn sie vollständig zusammengebaut ist, mit einem Bindemittel um die Einzelteile herum im Inneren des Rohres 22" behandelt werden. Jedes herkömmliche Verfahren zum Verkitten kann benutzt werden, wobei man ein Bindemittel benutzen kann, aber nicht muß, das unter dem Namen "Locktite" im Handelist. -

Wie bereits dargelegt kann der Ansatz 36' an die Hülse 22' bei 37■' flüs.sigkeitsdicht angeschweißt sein. Darüber hinaus kann das äußere Rohr 23' auf den Ansatz 36' aufgeschraubt und flüssigkeitsdicht bei 38' verschweißt sein.' Der Ansatz 36' kann somit für alle praktischen Zwecke als fester Bestandteil des äußeren Rohres 23' angesehen werden. Der Ansatz 36' besteht z.B. ebenfalls aus magnetischem Material. Unter dem Begriff magnetisches Material, wie er hier gebraucht wird, kann jedes magnetische Material fallen, nicht nur rostfreier Stahl. Obgleich das innere Rohr 21' magnetisch ist, ist es auch magnetostriktiv.

Das innere Rohr 21' weist einen ringförmigen Vorsprung 39' mit einem Ansatz 40' auf. Das äußere Rohr 23' weist eine untere Bohrung 41' auf, die durch einen ringförmigen Absatz 43' von einer engeren oberen Bohrung 42' getrennt ist. Der Ansatz 40' und der Absatz 43' stoßen zusammen. Vom Ansatz 40' bis zum unteren Ende des inneren Rohres 21' steht dieses immer unter axialem Druck, d.h. es wird komprimiert, sowohl wenn die Spule ,24' mit Energie versorgt wird als auch wenn die Spule 24' ohne Energiezufuhr ist. Die Spule 24' wird mit niveouvorschobenem

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Sinusstrom versorgt, der lediglich den Kompressionsgrad des inneren Rohres 21' verändert. Die zugehörige Spannung kann eine, niveauverschobene Sinusspannung eines Mittelwertes von 0,1 V und Maximalausschlägen von + 25,1 V und - 24,9 V sein. Es handelt sich also um eine Wechselspannung, die um -den Gleichanteil 0,1 V mit 25 V Amplitude oszilliert. Der Vorsprung 39' hat ein . Loch AA* , durch das die elektrischen Zuleitungen der Spule 24' vom Ort der Spule 24' zwischen den Rohren 21' und 23' aufsteigen können.

Die Art und Weise, auf die die Sonde 10' in die Rohrleitung 19' eingebaut ist, wird aus Fig. 5 besser ersichtlich. Man ersieht aus Fig. 5 , daß das äußere Rohr 23' einen nach außen sich erstreckenden radialen Vorsprung 45'aufweist, gegen den durch die Befest'igungs teile 16' und 17' auf beiden Seiten Gummiringe 46' und 47' gedrückt werden. Der Befestigungsteil 17' ist in das Anschlußstück 18' eingeschraubt und darin durch ein herkömmliches

Abdichtmittel 48' abgedichtet, wie in Fig. 2 gezeigt wird. In Fig. 5 erkennt man, daß der Befestigungsteil 16' in das Befestigungsteil 17' bei 49' eingeschraubt ist. Das Ausmaß, mit dem die Gummiringe 46' und 47' zusammengedrückt werden,.wird deshalb durch die Stellung des Befestigungsteils 16' bestimmt,- d.h. man kann den Befestigungsteil 16' z.B. mittels eines Schrauben- · schlüsseis drehen, bis die gewünschte Kompression der Gummiringe erreicht ist.

Aus der in Fig. 5 gezeigten Konstruktion erkennt man, daß nur die Gummiringe 46' und 47' das äußere Rohr 23' berühren und daß deshalb der Schaft 11' niemals, weder vom Befestigungsteil 16' noch vom Befestigungsteil 17', berührt wird.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Konstruktion der Sonde IO' so gewählt ist', daß die Zuleitungen der Spule 24' von

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den Leitungen des Kristalls 30' mindestens in einem Teil des Gehäuses 12' magnetisch getrennt gehalten werden, wie noch zu beschreiben ist. das Gehäuse 12' weist einen Befestigungsteil 50' auf, der auf das äußere Rohr 23' aufgeschraubt ist. Ein Zylinder 51' ist auf das Befestigungsteil 50' aufgeschraubt. Ein Dichtungsring 52' ist genau sitzend eingepreßt und somit an dem Befestigungsteil 50' und dem inneren Rohr 21* befestigt. Das obere Ende des inneren Rohres kann an dem Dichtungsring 52' fest oder gleitend angebracht sein. Vorzugsweise liegt jedoch die Außenfläche des inneren Rohres 21' an seinem oberen Ende fest an der Fläche des Dichtungsrings 52' an, wodurch der Hohlraum abgeschlossen wird. Eine Abschirmung 53' aus magnetischem Material kann um den Befestigungsteil 50' herum durch ein, zwei oder mehrere Schrauben 54' befestigt sein. Das äußerje Rohr 23' hat ein radiales Loch 55', durch das die Zuleitungen der Spule 24" gehen. Der Befestigungöteil 50' weist in Verlängerung des Lochs 55' ein 'Loch 56' auf, durch das ebenfalls die Zuleitungen der Spule 24' gehen. Vom äußeren radialen Teil des Loches 56' verlaufen die Spulenzuleitungen 57' und 58' zwischen den Zylindern 51' und dem Schild 53' aufwärts und sind an den Stiften 59' und 60' des elektrischen Anschlusses 14' befestigt, der ein herkömmlicher fünfpoliger Anschluß sein kann.

Wie bereits; dargelegt erstrecken sich die Zuleitungen 31' und 32' des Kristalls 30" aufwärts durch das Innenteil des inneren Rohres 21'. An dessen oberem Ende sind, wie Fig. 2 zeigt, die Zuleitungen 31' und 32' am Eingang des Differenzverstärkers 61' angeschlossen. Somit verlaufen die Zuleitungen 31' und 32' durch die obere Öffnung des inneren Rohres 21'.

Der Differenzverstärker 61' kann völlig herkömmlicher Art und auf einer der üblichen Schaltungskarten.montiert sein. Der Differenzverstärker 61' kann wenn gewünscht innerhalb der Abschirmung 53' auf übliche Weise oder einfach durch die Stärke der Zu-

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leitungen 31* und 32' oder die der Ausgangsleitungen 62' und 63' gehaltert sein, die an den Stiften 64' und 65* des Anschlusses 14' befestigt sind. Die Leitung 66^! sorgt für die Erdung zwischen der Abschirmung 53' und dem fünften Stift 65'· des Anschlusses 14',

Die Art und Weise, in der der Anschluß 14' am Zylinder 51* befestigt' ist, wird in Fig. 6 gezeigt. Es wird nur ein Schraubenbolzen 15' in Fig. 6 gezeigt, da alle Schraubenbolzen 15" in gleicher Weise angeordnet sind. Der Schraubenbolzen 15' weist den Kopf 68', die Unterlagscheibe 69* unter de'm Kopf 68', den Gummiring 70" unter der Unterlagscheibe 6S" und den Schaft 71' auf, der in den Zylinder 51' eingeschraubt ist. Der zweite Gummiring 72" erstreckt sich ebenso um den Schaft 71' herum. Der Gummiring 70' sitzt zwischen der Unterfläche der Unterlagscheibe 69'■'' und dem ängesenkten kegelstumpfförmigen Loch 73" des· Anschlusses 14'. Der Gummiring 72'"sitzt zwischen der Oberfläche · des,-Zylinders 51' und einem zweiten angesenkten kegelstumpf förmigen Loch 74' des Anschlusses 14'. Die Löcher 73' und 74' sind durch die Bohrung 75' miteinander verbunden. Aus Fig. 6 erkennt man, daß alle darin gezeigten Elemente schwingen können, daß aber der Anteil der Schwingungen, der auf den Anschluß 14' übertragen wird, ganz gering ist.

In Fig. 7 ist die Sonde 10' dargestellt, die den magnetostriktiven Antrieb 104, die Schwinge 20' und den piezoelektx-ischen Kristall 30' enthält.

Die Sonde 10' kann mit der des älteren Vorschlages der eigenen Patentanmeldung P 21 41 397.8 identisch sein. Aus der Beschreibung des älteren Vorschlages ergeben sich weitere Einzelheiten im Hinblick auf die Anwendungsmöglichkeit, so daß hier auf nähere Einzelheiten nicht eingegangen wird, die der Beijchreibung des älteren Vorschlages entnommen werden können. Gleiches gilt für die eigene ältere Anmeldung P 22 15 625.8.

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Der Ausgang des Kristalls 30' ist mit der Eingangsschaltung 106 verbunden, von der der Verstärker 107, der Rechteckwellenwandler 108, das Abgleichfilter 109, der Verstärker 110 und der Rechteckwellenwandler 111 zu der Differenzierschaltung 102 führen. Die Ausgänge der Differenzierschaltung 102 sind mit dem Synchrondetektor 112 und der Linearisierungsschaltung 100 verbunden. Der Synchrondetektor 112 erhält auch ein Eingangssignal vom Ausgang des Verstärkers 107 über die Zuleitung 113. Der Ausgang des Synchrondetektors 112 steuert den zwischen der Linearisierungsschaltung 100 und der Verbraucheranordnung 115 eingefügten Schalter 114. Mit dem Eingang des Verstärkers 107 ist der Oszillator 116 einstellbarer Frequenz verbunden. Mit dem Rechteckwellenwandler 108 ist der Selbstanlauf-Oszillator 117 verbunden, über die Leitung 118 wird das Ausgangssignal des Rechteckwellenwandlers 108 an die Eingangsschaltung 106 und über die Leitung 119 an den Phasendetektor 120 angelegt. Dieser erhält ein zweites Eingangssignal vom Ausgang des Rechteckwellenwandlers 111 über die Leitung 121. Die Filterfrequenz-Steuerschaltung 122 liegt zwischen dem Ausgang des Phasendetektors 120 und dem Steuereingang des Abgleichfilters 1O9. Die Ausgangsleitung 123 der Filterfrequenz-Steuerschaltung 122 liefert sowohl den Steuereingang des Abgleichfilters 109 als auch dessen gefilterten Ausgang, wie noch beschrieben werden wird.

Zwischen dem /vusgang des Verstärkers 110 und dem magnetostriktiven Antrieb 104 liegt, der Treiberverstärker 124. Wie noch erklärt werden wird, enthält die Eingangsschaltung 106 eine Differenzierschaltung/ deren Ausgangssignal gegen das Ausgancjnsignal des Kristalls 30'um 90 phasenverschoben ist. Das Au^gangssignal des Abgleichfilters 109, das dem Verstärker 110 zugeführt ist, ist ebenfalls gegen das vom Rechteckwellenwandler 108 kommende Eingangssignal des Abgleichfilters 109 um 90 phasenverschoben. Diese.

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beiden Phasenverschiebungen um 90 , die sich in der Eingangsschaltung 106 und im Abgleichfilter 109 ergeben, ermöglichen es, den Ausgang des Treiberver itürkers 124 mit dem Antrieb 104 in oiner Weise; zu vorbinden, daß Resonanz (iihaitcu wird. Dies bedeutet.

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daß die Schwinge 20' auf ihrer natürlichen Resonanzfrequenz durch Speisung der Spule 24" mit einer mit dem Ausgang des Kristalls 30' phasengleichen niv^auverschobenen Wechselspannung angetrieben wird. Der in der Spule 24' fließende Strom kann ein niveauverschobener Sinusstrom sein; er fließt jedoch' immer nur in einer Richtung.

Die Leitung 118 legt eine isolierte Potentialquelle an die Eingangsschaltung 106t wie noch erklärt wird. Der Oszillator 116 wird bei der Eichung verwendet, wie ebenfalls noch beschrieben wird. . · .

Der Selbstanlauf-Oszillator 117 wird verwendet, um einen Selbstanlauf zu gewährleisten. Der Synchrondetektor 112 veranlaßt den Schalter 114, den Ausgang der Linearisierungsschaltung 100 auf einem konstanten Wert festzuhalten, falls eine Resonanz nicht auftritt. ·

Die Verbraucheranordnung 115 kann irgendeine der verschiedenartigen Ausführungsformen annehmen. Läßt der Schalter 114 das Ausgangssignal der Linearisierungsschaltung 100 durch, so ist dieses Ausgangssignal unmittelbar proportional der Dichte des Strömungsmittels, in das die Sonde 10" eingetaucht ist. Die Verbraucheranordming 115 kann daher ein Volt- oder Amperemeter seih, das im Bedarfsfalle in Dichte geeicht werden kann. Die Verbraueheranordnung kann auch ein Prozeßregler sein.

Das Abgleichfilter 109 und die Linearisierungsschaltung 100 können falls gewünscht mehrere Bereiche haben, das bedeutet, daß die Resonanzvibration der Schwinge 20' irgendwo innerhalb von zwei oder mehreren Bändern auftreten kann, die davon abhängen, in was für ein Strömungsmittel die Schwinge -20' eingetaucht ist. In einem solchen Falle ist es wünschenswert, daß die Selbstenlaufschaltung 117 ein Ausgangssignal abgibt,, dessen Frequenz sich über das interessierende Band ändert. Hierfür kann falls gewünscht

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ein Umschalten des Frequenzvariationsbereichs des Ausgangssignals der Selbstanlaufschaltung 117 vorgesehen werden. Wie jedoch noch gezeigt werden w^rd, kann die Frequenz des Wechselausgangssignals der Selbstanlaufschaltung 117 von der untersten Grenze des untersten Bandes zu der obersten Grenze des obersten Bandes des Abgleichfilters 109 veränderlich sein.

Das Densitometer nach Fig. 7 .ist mindestens teilweise ein elektromechanischer Schwinger. Der Kristall 30' ist der Aufnehmer, dessen Ausgang verstärkt und dem magnetostriktiven Antrieb 104 zugeführt wird. Gelegentlich besteht jedoch aufgrund von Leitungsrauschen und anderem die Schwierigkeit, den elektromechanischen Schwinger zu starten. Die Selbstanlaufschaltung 117 startet die Schwinge 20' automatisch bei der der Dichte des Strömungsmittels entsprechenden natürlichen Resonanzfrequenz, in das sie eingetaucht ist.

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Die Selbstanlaufschaltung 117 kann, wie gezeigt werden wird, zwei Oszillatoren enthalten. Hierbei schwingt der eine Oszillator auf einer niedereren Frequenz als die des anderen Oszillators. Die höhere Frequenz ist somit mit einem Sinus, einem Sägezahn oder einer anderen ähnlichen periodischen Schwingung frequenzmoduliert. Wenn die Resonanz erreicht ist, wird die Selbstanlauf schaltung 117 durch den Ausgang des Synchrondetektors 112 abgeschaltet.

Der Treiberverstärker 124 erhält ein zusätzliches Eingangssignal über die Leitung 464 vom Abgleichfilter 109. Das Eingangssignal der Leitung 464 stellt die Phase des Wechselanteils des Ausgangssignals des Treiberverstärkers 124 ein und bringt den Wechselanteil unerwarteterweise durch eine einfache Widerstandsverbindung in Phase mit dem Ausgangssignal des Kristalls 30', und zwar über ein Frequenzband von beispielsweise 2 bis 5 kHz.

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Entsprechend einem wichtigen Aspekt der Erfindung gibt der Treiberverstärker 124 somit ein Signal an den magnetostriktiven An-

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trieb 104 ab, das einen Wechselanteil enthält, der wiederum in Phase mit dem Ausgangssignal des Kristalls 30' ist. Der wesentliche Vorteil dieser Antriebsart wird ohne -weiteres bei Betrachtung der Fig. 1 bis 6 offensichtlich und besteht darin, daß die Resonanz bei maximalem Wirkungsgrad erfolgt, d.h., wenn die Ausgangsspannung des Treiberverstärkers 124 einen mit dem Ausgang des Kristalls 30' in Phase befindlichen Wechselanteil aufweist, ist die Ausgangsamplitude des Kristalls 30' ebenfalls ein Maximum. Dasselbe gilt noch mehr, wenn der Wechselanteil des in der Spule 24' ■ fließenden Stroms gegenüber dem Wechselanteil des Eingangs des magnetostriktiven Antriebs 104 um ungefähr 70° nacheilt. Diese Phasenverschiebung des Stroms ändert sich nicht'wesentlich über., den gesamten Frequenzbereich von beispielsweise 2 bis 5 kHz.

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Der Treiberverstärker 124 weist auch eine zu beschreibende Spannungs- und Stromabweichung (offset) auf. Diese bewirkt _f daß der Ausgang des Kristalls 30" dieselbe Frequenz wie der Ausgang des Treiberverstärkers 124 hat. Der Strom in der Spule 24' fließt immer in eine Richtung, d.h. er ist ein mehr oder weniger pulsierender Gleichstrom. Typischerweise ist die Ausgangsspannung des Treiberverstärkers 124 eine Sinusschwingung mit einem Spitzenwert von etwa 25 V, jedoch mit einem Mittelwert von beispielsweise 0,1 bis 0,2 V.

Ein weiterer zu beschreibender Aspekt der Erfindung umfaßt Mittel, die den Mittelwert des in der Spule 24' fließenden Stroms konstant und unabhängig von deren Impedanz oder deren Widerstand halten. Somit ist zuverlässiges Arbeiten selbst bei Tiefsttemperaturen gesichert. Dies löst das Problem, daß 4er Gleichstromwiderstand der Spule 24' bei Tiefsttemperaturen beträchtlich k absinkt.

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Unabhängig von dem vorausgegangenen soll hervorgehoben werden, daß das Densitometer nach der Erfindung zur Abgabe einer der

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Dichte direkt proportionalen Ausgangsgröße benutzt werden kann. Somit kann die Dichte ein>js Gases oder einer Flüssigkeit erhalten werden. Die Linearisierungsschaltung 100 kann bei Flüssigkeits- oder Gasmessungen angewandt werden. Daher ist die Linearisierungsschaltung 100 sowohl für die eine als auch für die andere Messung genau, während dies bei den Anordnungen nach dem Stand der Technik nicht möglich war.

Das Densitometer nach der Erfindung kann zur Lieferung einer analogen Spannung oder eines analogen Stromes verwendet werden, der bzw. die direkt proportional der Dichte eines Gases oder einer Flüssigkeit ist, z.B. für irgendeinen Steuer-, Anzeige- oder anderen Zweck.

Beim Betrieb des Densitometers nach Fig. 7 wird die Eichung durch Einstellen des Oszillators 116 vorgenommen, wie noch beschrieben werden wird. Der Betrieb beginnt dann, wenn die Anordnung mit Energie versorgt wird. Die Selbstanlaufschaltung 117 liefert dann ein Wechselausgangssignal an den Reclrteckwellenwandler 108, dessen Frequenz über einen Meßbereich des Instruments veränderlich ist. Wenr\ die Resonanz gefunden ist, stoppt der Synchrondetektor 112 den Oszillator 117, und das Abgleichfilter 109 folgt dem Resonanzsignal. Der Ausgang des Abgleichfilters 109 wird dem Treiberverstärker 124 über den Verstärker 110 zugeführt, urn e'en elektromechanischen Oszillator zum Schwingen zu Veranlassen. Die Schwinge 20' vibriert dann in einer ihrer Schwingungsmoden, und zwar bei einer Frequenz, die eine Funktion der Dichte dessen ist, in was sie eingetaucht ist. Die Linearisierungsschaltung 100 gibt dann eine analoge und der Dichte direkt proportionale Aus-, gangsspannung bzw. einen entsprechenden Ausgangsstrom ab.

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Der Schalter 114"kann falls' gewünscht eine Nullspannung oder eine andere Spannung öder einen Nullstr.om oder einen anderen Strom an die Verbraucheranordnung 115 liefern, und zwar während solchen Zeiten, während denen keine Resonanz Vorliegt. An einer Anzeigevorrichtung kann somit festgestellt werden, daß die Vorrichtung nicht die richtige Dichte anzeigt. Der Synchrondetektor 112 liefert ein Ausgangssignal, das zum Bestätigen des Schalters. 114 und zum Starten und Stoppen der Selbstanlaufschaltung 117 dienen kann.

Wird die Fig. 8 unmittelbar an die linke Seite der Fig. 9 angelegt, so ist zu bemerken, daß die Leitungen zusammenpassen. Im Interesse der Klarheit ist der Verstärker 126 sowohl in Fig. als auch in Fig. 9 ersichtlich. Das gleiche gilt für die Leitungen 127 und 128. . -'

Nach· Fig. 8 ist die Eingangsschaltung 106 dem Kristall 30" nachgeschaltet. Es wird ferner der Verstärker 107, der Rechteckwellenwandler 108, der Selbstanlaufoszillator 117, der Synchrondetektor 112 und die Differenzierschaltung 102 gezeigt.

Die Fig. 9 zeigt das "Abgleichfilter 109 mit der Filterfrequenz-Steuerschaltung 122, der Verstärkerschaltung 110, dem Phasen-· detektor 120, dem Rechteckwellenwandler 111 und dem Treiberverstärker 124.

Nach Fig. 8 ist die Eingangsschaltung 106 dem Kristall 3O' an den Verbindungspunkten 129 und 130 nachgeschaltet. Der Kondensator 131 und der Widerstand 132 legen den Verbindungspunkt 130 an Masse. Der Differenzverstärker 133 weist den Plus-Eingang und den Minus-Eingang 135 auf. Der Rückkopplungswiderstand 136 verbindet den Verstärkerausgang mit dem Minus-Eingang 135, der über den Widerstand 137 und den Kondensator 138 am Verbindungspunkt 130 liegt. Zwischen den Verbindungspunkten 129 und 130 liegt der. Widerstand 139.

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Die Eingangsschaltung 106 weist Leistungseingangsanschlüsse 140 und 141 auf, die den Ausgang des Verstärkers 126 über die Leitung 14 2 und die Leitung 1$7 mit dem Transformator 14 3 verbinden. Während die Primärwicklung 144 des Transformators 14 3 mit der Leitung 127 in Verbindung steht, sind die Enden der Sekundärwicklung 145 mit dem Anschluß 140 über die Dioden 146 und 147 verbunden. Der Mittelabgriff 148 der Sekundärwicklung liegt am Anschluß 141. Zur Verminderung der Welligkeit ist zwischen den Anschlüssen 140 und 141 der Kondensator 149 eingefügt. Zwischen dem Verbindungspunkt 129 und dem Anschluß 140 liegt der Widerstand 150 und zwischen dem Anschluß 140 und dem Verbindungspunkt 130 der Kondensator 151. Die Leitung "152 führt vom Anschluß 140 zum Verbindungspunkt 130. Der Ausgang der Eingangsschaltung 106 ist über den Transformator 153, den Widerstand und die Dioden 156 und 157 mit dem im Verstärker 107 angeordneten Verstärker 154 gekoppelt. Der Verstärker 154 weist einen Rückkopplungswiderstand 158 auf. Der Rechteckwellenwandler 108 liegt am Ausgang des Verstärkers 154 und enthält den Koppelkondensator 159, den Vorspannwiderstand 160, den Vorspannwiderstand und die Dioden 16 2 und 16 3. Der Verstärker 107 ist über den Koppelkondensator 164 und den Serienwiderstand 165 mit dem Oszillator 116 verbunden.

In Fig. 8 ist die Selbstanlaufschaltung 117 wiederum zwischen der Ausgangsleitung 194 des Synchrondetektors 112 und dem zum Rechteckwellenwandler 108 gehörenden Verbindungspunkt 188 geschaltet gezeigt. Die Selbstanlaufschaltung 117 besteht aus dem Oszillator 465, der zwischen dem Oszillator 466 und der Torschaltung 467 angeordnet ist. Die Ausgänge der beiden Oszillatoren 465 und 466 sind periodisch und können von Sinus-, Sägezahnoder anderer Form sein. Die Frequenz des Oszillators 466 ist niedriger als die des Oszillators 465, die sich in Abhängigkeit von der Amplitude des Ausgangssignals des Oszillators 466 ändert. Das Ausgahgssignal des Oszillators 465 wird über die

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Torschaltung 467 dem Rechteckwellenwandler 108 eingeprägt. Die Torschaltung 467 ist in Abhängigkeit davon durchlässig oder gesperrt, ob das Eingangssignal^ des Synchrondetektors 112 hoch oder nieder ist. Die Torschaltung 467 ist mit der Ausgangsleitung 194 des Synchrondetektors 112 verbunden.

Die" Leitung 189 verbindet den Synchrondetektor 112 mit dem Aus-" gang des Verstärkers 154. Die-Wellenform 190 wird an den Synchrondetektor 112 über die Leitung 192 und über die Diode 191 angelegt. Das an der Leitung 189 anliegende und bei 193 gezeigte Signal wird daher abgetastet. Erfolgt dort eine Scheitelwertanzeige, so erscheint auf der Leitung 194 ein Ausgangssignal.

Im Synchrondetektor 112 der Fig. § erfolgt das Abtasten mittels des Feldeffekttransistors 199, der vom Widerstand 206 überbrückt ist. Der Ausgang des Feldeffekttransistors 199 ist mit dem Verstärker 201 über den Widerstand 202 und den Siebkondensator 203 verbunden. Der Verstärker 201 weist den Rückkopplungswiderstand 204, den Plus-Singang 205 und den Minus-Eingang 2OS auf. Der Plus-Eingang 205 liegt über den Widerstand 207 an.Masse und über den Widerstand 207" am Potential V2„

Die Differenzierschaltung 102 enthält den Kondensator 208^, der in Reihe mit der Leitung 128, dem Widerstand 209 und dem' Transistor 210 liegt, dessen Basis 211 mit dem Widerstand 209 _s dessen Emitter 213 mit Masse und dessen Kollektor 212 über den Widerstand 214 mit-einer positiven Potentialquelle verbunden ist„ Die Zuleitung 215 verbindet den Kollektor 212 mit der Linearisierungs·= -schaltung 100, Dies bedeutet, -daß diese Zuleitung mit der in den Fig. 11 und "12 gezeigten identisch ist„ -

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Wie noch ausgeführt wird, kann das Abgleichfilter 109 innerhalb der Grenzen zweier Bänder betrieben werden. Für alle Figuren gilt, daß V2 24 V und Vl 12 V betragen kann. Die Erklärung der Betriebsweise wird jedoch besser verständlich, wenn -man annimmt, daß Vl +12 V und V2 -12 V beträgt und Massepotential Masse bleibt.

Das Abgleichfilter 109 der Fig. 9 weist den Transistor 216 mit dem Kollektor 217, dem Emitter 218 und der Basis 219 auf. über den Widerstand 220 ist die Leitung 127 mit der Basis 219, zwischen welcher und dem Emitter 218 die Diode 221 liegt, verbunden. Der Emitter 218 liegt am Potential Vl und der Kollektor 217 über den Widerstand 222 am Potential V2. Der Kollektor'217 ist über den Widerstand 223 und den Kondensator 224 mit dem Minus-Eingang 225 des Verstärkers 226 verbunden, dessen Plus-Eingang 227 am Potential Vl liegt und der vom Rückkopplungswiderstand 228 überbrückt wird. Der Verbindungspunkt 229 des Abgleichfilters 109 ist über die'Leitung 231 am Verbindungspunkt 230 der Steuerschaltung 122 angeschlossen. Der einpolige Umschalter 232 weist die Kontakte und 234 sowie den Kontaktarm 235 auf. Die Potentiometer 236 und liegen zwischen dem Verbindungspunkt 230 und dem Kontakt 233 bzw, 234. Der einpolige Umschalter 238 weist die Kontakte 239, 240 und den Kontaktarm 241 auf. Das Potentiometer 242 und der Widerstand 24 3 liegen zwischen dem Verbindungspunkt 230 und dem Kontakt 239. Zwischen der Verbindungsstelle 230 und dem Kontakt liegen das Potentiometer 244 und der Widerstand 245. Der Pol liegt auf dem Potential Vl. * '

Die Steuerschaltung 122 erhält das Eingangssignal vom Phasendetektor 120 auf der Leitung 246 über die Widerstände 248, 249 und den Verstärker 247, Der Kondensator 250 liegt zwischen dem Verbindungspunkt der Widerstände 248 und 249 und dem Potential Vl. Das Potentiometer 251 mit der Wicklung 252 und dem Schleifer liegt zwischen dem Potential V2 und Masse. Der Widerstand 254 und der Kondensator 255 liegen zwischen dem Schleifer 253 und

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dem Ausgang des Verstärkers 247. Die Widerstände 249 und 254 sind über die Leitung. 256 miteinander verbunden. Die Steuers chal'-tung 122 weist einen Feldeffekttransistor 257 mit einem Kollektor 258, einem Emitter 259 und einem Gatt 260 auf. Der Widerstand 261 verbindet den ausgang des Verstärkers' 247 mit dem Gate 260. Der Widerstand 261 liegt zwischen dem Ausgang des Verstärkers 247 und dem Gatt 260. Der Emitter 249 ist mit dem Potential Vl verbunden. Der Kollektor 258 liegt am Kontaktarm 241.

Der Treiberverstärker 124 ist in Fig. 9 gezeigt. Er ist mit dem Verstärker 110 über die Leitung 276 verbunden. Ebenso steht er mit dem Verstärker: 226 im Abgleichfilter 109 über die Leitung 469 in Verbindung. Der Ausgang des Treiberverstärkers 124 ist mit der Spule 24' überbrückt.

Wie in.Fig. 9 gezeigt> enthält der Treiberverstärker 124 die Widerstände 47.0 und 471, die von den Leitungen 276 und 469 zum Verbindungspunkt 472 führen,.der seinerseits über den Widerstand mit Massepotential verbunden ist. Der Minus-Eingang des Verstärkers 474 liegt am Verbindungspunkt 472, während dessen Plus-Eingang mit dem Potential Vl verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers liegt über den Widerstand 476 am Minus-Eingang des Verstärkers 475, dessen Plus-Eingang ebenfalls am Potential Vl angeschlossen ist. Der Widerstand 477 verbindet den Minus-Eingang des Verstärkers mit dessen Ausgang. Der Verbindungspunkt 472 führt über den Verbindungspunkt 478 zum Minus-Eingang des Verstärkers 474. Der Widerstand 479 und der Kondensator 480 sind in der angegebenen Reihenfolge zwischen den Verbindungspunkt 478 und den Ausgang des Verstärkers 475 geschaltet. Die Spule 24' ist zwischen den Ausgang des Verstärkers 475 und den Verbindungspunkt 481 geschaltet, von dem einerseits der Widerstand 482 zum Potential Vl führt und andererseits der Widerstand 483 zum Verbindungspunkt 478 führt..

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Der in Fig. 9 gezeigte Treiberverstärker 124 hat mehrere hervorstechende Vorteile. An erster Stelle ist zu erwähnen, daß er der Spule 24' eine Spannung zuführt, die einen in Phase mit dem Ausgang des Kristalls 30' liegenden Wechselanteil aufweist. Darüber hinaus hat die Ausgangsspannung des Treiberverstärkers einen von null abweichenden Mittelwert. Obwohl dieser nur 0,1 oder 0,2 V betragen kann, schützt diese Spannungsabweichung vollständig vor einer in der Spule 24' auftretenden Stromumkehr. Fließt beispielsweise der Spulenstrom in der durch den Pfeil 484 angegebenen Richtung, so kann niemals ein in der entgegengesetzten Richtung fließender Strom auftreten. Dies gilt genereLl. Es ist nur eine kleine Niveauverschiebung des Wechselspannungsanteils der Spulenspannung nötig, da der Gleichstromwiderstand der Spule 24' Wesentlich kleiner als ihre Wechselspannungsimpedanz ist. Beispielsweise kann der Gleichstromwiderstand er Spule 24' 14 Ohm betragen und der Widerstandswert des Widerstands 482 beispielsweise 1 Ohm. Die*Kapazität des Kondensators 480 kann relativ groß, beispiels-0,1 /UF, sein.

Die zusätzliche Eingangsgröße auf der Leitung 469 verschiebt wirksam die Phase des Signals der Leitung 276. Es sei angemerkt, daß die Signale auf de,n Leitungen 276 und 469 im allgemeinen Sinusform haben. Wenn daher Sinuswellen unterschiedlicher Phase addiert werden, ist die resultierende Welle wieder eine Sinus* welle, deren Phase von den Phasen der beiden Ausgangswellen unterschiedlich ist. Der Treiberverstärker 124 addiert tatsächlich die Kurvenformen auf den Leitungen 276 und 469. Die durch die Addition hervorgerufene Phasenverschiebung ist erwünscht, um die richtige oder unrichtige Wirkungsweise von Schalungselementen oder darin auftretenden Phasenverschiebungen zu kompensieren. Es ist ein überraschender und hervorstechender Vorteil der Erfindung, daß die einfache Addition von Kurvenformen die Eingangsspannung der Spule 24' in Phase mit dem Ausgangssignal des Kristalls 30' über ein Frequenzband von beispielsweise 2 bis 5 kHz bringt.

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Wie bereits ausgeführt, prägt der Treiberverstärker 124 eine ■Wechselspannung der Spule 24' auf, deren Mittelwert von null verschieden, jedoch nur ein kleiner Teil der Spitzenspannung ist. Jedoch 1st der Mittelwert des durch die Spule 24' fließenden Stromes vorzugsweise gleich oder etwas größer als die Amplitude des Wechselspannungsanteils des Spulenstroms. Der einzelne Widerstand 483 läßt den Strom in einer Richtung fließen, und zwar zusammen mit dem Widerstand 482, wodurch daran eine Spannung erzeugt wird, die direkt dem in der Spule 24* fließenden Strom proportional ist. üblicherweise beträgt diese Spannungsabweichung etwa 0,1 bis 0,2 V. Die Rückkopplungsverbindung des Widerstands 48 mit dem Widerstand 482 hält den Strom in der Spule 24' auf einem Wert von beispielsweise 100 bis 150 mA konstant. Typischerweise hat die· Spule 24 ' einen Gleichstromwiderstand von 10 bis 15 Ohirw . Der Widerstand 479 und der Kondensator 480 bilden eine Rückkopplungsschaltung, die den Wechselanteil der Spannung an der Spule 24' konstant hält, beispielsweise auf 25 V Spitze.

Die in Fig. 11 gezeigte Linearisierungsschaltung 100 nach Fig. enthält die Impulsformerschaltung 13, die erste Integrationsschaltung 15) die zweite Integrationsschaltung 16 und die Abtast-Speicher-Schaltung 10 in Reihe.

Gemäß der Fig. 12 weist die Impulsformerschaltung 13 den Rechteckwellenwandler 22, den Frequenzteiler 23, das pND-Gatter 14, den Vorwahlzähler 24 und die Flip-Flop-Schaltung 25 auf, welche Schaltelemente zwischen dem Differenzierglied 102 der Fig. 7 und dem Schalter 26 in Fig. 14 liegen. Der "1"-Ausgang der Fiip-Flop-Schaltung 25 ist mit der Eingangsleitung 27 des Schalters 26 verbunden. Sämtliche der in Fig. 14, 15 und 16 gezeigten Schalter.] 26, 31, 32, 33 und 19 können elektromechanisch« oder elektrische Schalter sein, vorzugsweise aber elektronische Schalter, wie z.B. Transistorschalter. Somit schließt das auf der

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Eingangsleitung 27 des Schalters 26 vorhandene Signal den Schalter 26, sobald der "1"-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 25 hoch ist. λ

Der in Fig. 12 enthaltene Stoßoszillator 29 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gatters 14 verbunden. Der "0"-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung ist mit dem dritten Eingang des UND-Gatters 14 verbunden. Der Ausgang des UND-Gatters 14 ist mit dem Eingang des Vorwahlzählers 24 nach Fig, 12 verbunden. Zwischen der Leitung 28 und dem Rückstelleingang der Flip-Flop-Schaltung 25 liegt der Inverter 30, dessen Ausgang ebenfalls mit dem Rückstelleingang des Vorwahlzählers 24 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Impulsformerschaltung 13 nach Fig. 12 kann vielleicht am besten anhand der in Fig. 17 gezeigten Kurvenformen verstanden werden. Die Impulsformerschaltung 13 wandelt die\Kurvenform (a) in die Kurvenform (d), Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 23 ist durch die mit (a) bezeichnete Kurvenform gegeben. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 14 hat die mit (b) bezeichnete Kurvenform. Eine Gruppe von Impulsen durchläuft das UND-Gatter 14 vom Stoßoszillator 29 zum Vorwahlzähler 24 während einer Zeitdauer, die mit T_r/2 bezeichnet werden soll. Der hochliegende Ausgang des Frequenzteilers 23 hält das UND-Gatter 14 offen. Anfänglich befindet sich die Flip-Flop-Schaltung 25 im "0"-Zustand und hemmt daher nicht das UND-Gatter 14. Der Vorwahlzähler 24 zählt die in einer Gruppe befindlichen Impulse und beendet die Zählung nach einer Zeitdauer von T /2 bezogen auf die Vorderflanke jedes Ausgangsimpulses des Frequenzteilers 23. Der Vorwahlzähler 24 kann im Bedarfsfalle auf eine bestimmte Zahl einstellbar sein. Der Stoßoszillator 29 erzeugt Impulse mit einer hochstabilen konstanten Hochfrequenz.

Iüt nun einmal die Gruppe der ImpuLse gezählt, so bringt der Vorwahlzähler die FlIp-Flop-Schaltung 25 in den "!"-Zustand. Der

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"O"-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 25 wird dann nieder und hemmt das UND-Gatter 14. Danach werden.keine weiteren Impulse dem Vorwahlzähler 24 bis zur Vorderflanke des nächsten Ausgangsjmpulses vom Frequenzteiler 23 mehr zugeführt". Das Ausgangssignal des Inverters 30 wird durch die Kurvenform (c) veranschaulicht. Hat die Kurvenform (a) eine abfallende Flanke, so hat die Kurvenform (c) eine ansteigende Flanke _t und es werden sowohl der Vorwahlzähler 24 als auch die Flip-Flop-Schaltung 25 zurückgestellt. Das "1"-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 25 wird somit durch die Kurvenform (d) veranschaulicht. .

Wie sich aus der folgenden Beschreibung ergibt, stellen die senkrechten in den Fig. 14, 15 und 16 gezeigten Eingangsleitungen der Schalter 26_r 31, .32,. 33 und 19 die Steuerleitungen dar. Wie bereits beschrieben führt die Steuerleitung eine Spannung, ndie,. wenn sie hoch ist, den Schalter schließt. Der Schalter 26 weist den""Kontakt 35 und den Kontaktarm, 34 auf, an dem die konstante Spannung E anliegt. Zwischen dem Kon-takt 35 und dem einen Eingang des Differenzverstärker 37 liegt der Widerstand 36. Der andere Eingang des Differenzverstärkers 37 liegt an der konstanten Spannung +E^.. Der Eingang des Schalters 26 ist über die Eingangsleitung 27 mit dem "1"-Ausgnng der in Fig. 12 gezeigten Flip-Flop-Schaltung 25 verbunden, wie bereits erwähnt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 37 nach Fig. 14 ist mit der Eingangs leitung 38 verbunden, welche mit dem Kontaktarm 39 des Schalters 32, der den Kontakt 40 aufweist, in Verbindung steht,

Dem Vorwahlzähler 24 nach Fig. 13 kann entsprechend der Stellung des einpoligen Umschalters 106' eine von zwei bestimmten Zählungen vorgegeben werden. Für zwei entsprechende unterschiedliche Zählungen sind die zwei UND-Gatter 107' und 111" vorgesehen.

Die Fig. 14 zeigt die erste Integrationsschaltung 15, deren monostabiler Multivibrator 4 2 über die Differenzierschaltung 41

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mit der Eingangs leitung 27 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Multivibrators 4 2 liegt an der Steuerleitung 4 3 des Schalters 31. Das Ausgangssignal des Multivibrators 42 ist auch an die Eingangsleitung 44 der in Fig. 15 gezeigten Verzögerungsanordnung und an die Steuereingangsleitung 45 des in Fig. 16 gezeigten Schalters 19 angelegt.

Der Schalter 31 in Fig. 14 weist den Kontaktarm 46 und den Kontakt 4 7 auf. Der Kondensator 48 liegt zwischen dem Ausgang des Differenzverstärkers 37 und dessen einem Eingang, mit dem der. Widerstand 36 verbunden ist. Der Kontaktarm 46 ist mit diesem einen Eingang des Differenzverstärkers 37 und der Kontakt 47 mit dessen Ausgang verbunden.

Beim Betrieb der ersten Integrationsschaltung nach Fig. 14 schließt das über die Eingangs leitung 27 an den Schalter 26 gelegte Eingangssignal den Schalter 26 jeweils und für eine Zeitdauer, während der die Flip-Flop-Schaltung 25 sich im "1"-Zustand befindet. Dies bedeutet, daß der Schalter 26 während der durch die Kurvenform (d) gegebenen Breite der Impulse geschlossen ist. Die Integrationsschaltung nach Fig. 14 integriert deshalb zumindest während eines Teils dieser Zeit. Aufgrund der Tatsache allerdings, daß die Integration nicht nur während der Impulse der Kurvenform (d) erfolgt, sondern auch während der Zeit zwischen diesen Impulsen, muß eine der beiden Integrationsschältungen und 16 nach Fig. 14 bzw. 19 während ihres eigenen Integrations·" Intervalls zurückgestellt werden. Eine solche Rückstellung erfolgt nun während des Intervalls der ersten Integrationsschaltung. Die Differenzierschaltung 41 erzeugt einen Ausgangsimpuls an der Vorderflanke jedes der Impulse der Kurvenform (d). Der Multivibrator 4 2 erzeugt dann einen Ausgangsimpuls, dessen Vorderflanke mit der Vorderflanke jedes der Impulse der Kurvenform (d) zusammenfällt und dessen Rückflanke auftritt, bevor

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die Rückflanken der Impulse der Kurvenform (d) erscheinen. Das Ausgangssignal des Multivibrators 42 zeigt die Kurvenform (f) nach Fig. 18 . Die Kurvenform (e) entspricht der Kurvenform (d), obwohl der Maßstab im Interesse der Klarheit geändert wurde.

Das Ausgangssignal des Multivibrators 42 bewirkt am Schalter 31 die Entladung des Kondensators 48. Somit wird der Kondensator 48 vom Schalter 31 überbrückt.

Ist der Kondensator zum Zeitpunkt t„ nach Fig. 18 entladen, so würde die Integrationsschaltung an der Null-Linie V beginnend vom Zeitpunkt t an integrieren. Da es Aufgabe der Integrationsschaltung nach Fig. 14 ist, ein maximales Ausgangssignal zum Zeitpunkt. t_ zu erzeugen, welches unmittelbar proportional der- zeit-liehen Breite des in Fig. 18 gezeigten Impulses 49 ist, so würde ein Fehler auftreten, weil die Zeitdauer (t, - t ) weggelassen ■ würde.

Bei der Anordnung nach der Erfindung wird dieser Fehler dadurch ausgeschaltet, daß verhindert wird, daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 37 unter die vorgegebene konstante Spannung E, abfällt, Dies wird durch eine geeignete Vorspannung E,. am Differenzverstärker 37 erreicht. Dadurch ist eine geeignete Vorspannung zur Erhaltung von E, = St gewährleistet, wobei S die Steigung der Linie 50 und t = t, - t ist. Man beachte, daß die Linie 50 somit genau durch den Punkt t , V geht und

υ ο

die Integration über die gesamte Breite des Impulses 49 genau wird. .

Wie die Fig. 18 entsprechend dem vorstehend Gesagten veranschaulicht, fällt das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 37 entlang der Kurve 51 ab, integriert entlang der Linie 50 und bleibt bei 52 während einer Zeitdauer zwischen der Rückflanke des Im-

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pulses 49 und der Vorderflanke des Impulses 5 3 konstant. Das Aus gangssignal des Differenzverstärkers 37 bleibt während des Intervalls entlang der Geraden'52 konstant, da während dieser Zeitdauer der Schalter 26 geöffnet ist,

Die zweite Integrationsschaltung'nach Fig. 15 weist eine Eingangsleitung 54 auf, die mit dem "1"-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung verbunden ist. Die Inverterstufe 55 liegt zwischen der Eingangsleit.ung 54 und der Steuereingangs leitung 56 des Schalters 32. Die Eingangsleitung 38 ist mit dem Ausgang des Differenzverstärkers verbunden, wie bereits erwähnt. Zwischen dem Schalterkontakt 40 und dem einen Eingang des Verstärkers 58 liegt der Widerstand Der andere Eingang liegt bei 59 an Masse. Wieder liegt ein Kondensator 60 zwischen dem Ausgang und dem mit dem Widerstand 57 verbundenen Eingang des Verstärkers 58. Die Verzögerungsanordnung 18 liegt zwischen der Eingangsleitung 44 und der Steuereingangsleitung 61 des Schalters 33, der den Kontaktarm 62 und den Kontakt 6 3 aufweist. Der Kontaktarm 62 wird mit dem genannten einen Eingang des Verstärkers 58 verbunden. Der Kontakt 6 3 liegt an dessen Ausgang. Das Ausgangssignal der Verzögerungsanordnung ist durch die Kurvenform (i) in Fig. 18 gegeben. Die Impulsbreite und Lage der Ausgangsimpulse der Verzögerungsanordnung 18 müssen jedoch nicht genau mit der Kurvenform (i) übereinstimmen.

Da der Rückstellvorgang der ersten Integrationsschaltung 15 nach Fig. 14 einen Teil der Breite der Impulse 49 und 53 einnimmt, sind in Verbindung mit der zweiten Integrationsschaltung 16 nach Fig. 15 keine besonderen Vorkehrungen erforderlich. Somit bewirken die Äusgangsimpulse der Verzögerungsanordnung 18 die Rückstellung. Die Ausgangssignale der Verstärker 37 und 58 werden durch die Kurvenform (g) bzw. (h) veranschaulicht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 58 fällt aufgrund der Rückstellim- ■· pulse 66 entlang der Kurve 65 auf 0 V bei 64 ab. Das Ausgangs-

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signal des Verstärkers 58 bleibt dann zwischen t und t bei O V und integriert von t₀ bis t . Das invertierte Eingangsimpulssignal auf der Steuereingangsleitung·56 beendet die Integration, und das Ausgangssignal des Verstärkers 58 bleibt zwischen den Zeitpunkten t. und t^ auf der Geraden 67 konstant.

Die erste Inte^rationsschaltung 15 und die zweite Integrationsschaltung 16 integrieren also tatsächlich innerhalb des Zeitraums zwischen t und t_ bzw. zwischen t_o und t.. Der Schalter 26 ist somit während der Zeitdauer von t bis t und der Schalter 32 von t₂ bis t.·geschlossen.

Die erste in Pig. 14 gezeigte Integrationsschaltung 15 integriert mit einer Rate, welche proportional der konstanten Spannung E ist. Die zweite Integrationsschaltung 16 nach Fig. 15 integriert somit mit einer Rate, die direkt proportional der. an der Eingangsleitung 38 liegenden Spannung ist, also der Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 37 in Fig. 14. Die Spannung der Eingangsleitung 38 wird zwischen t₂ und t. integriert, da der Schalter 32 während dieser Zeit geschlossen ist.

Die Abtast-Speicher-Schaltung 10 nach Fig. 16 enthält den Schalter 19 mit dem Kontaktarm 68 und dem Kontakt 69. Die Eingangsleitung 70 des Schalters 19 ist mit dem Ausgang des Verstärkers nach Fig. 15 verbunden. Der Schalter 19 weist die Eingangssteuerleitung 45 auf, die mit dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 42 nach Fig. 14 verbunden ist. Die Abtast-Speicher-Schaltung nach Fig. 16 tastet somit die Amplitude der Kurvenform (h) zwischen t und t^, zwischen t. und t<- etc. ab. Es ist zu bemerken, daß der Schalter 19 während der Dauer der Impulse der Kurvenform (f) geschlossen ist. Die Abtast-Speicher-Schaltung 10 nach Fig. 16 kann von herkömmlicher Art sein. Zwischen dem Kontakt 69 und Masse liegt der Kondensator 71. Der eine Eingang des Verstärkers 72 ist mit dem Kontakt 69 des Schalters und der andere Eingang über die Leitung 73 mit Masse verbunden. ■

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Das Vlbrationsdensitometer nach der Erfindung liefert am Ausgang der Abtast-Speicher-Schaltung 10 eine Gleichspannung, welche direkt proportional der Dichtedifferenz zwischen der Dichte des Strömungsmittels, in das die Densitometersonde eingetaucht ist, und einer bekannten konstanten Dichte ist."

Ist f die Resonanzfrequenz der Schwinge 20¹, so kann die Periodendauer T definiert werden durch

τ - i

f (D

Das Densitometer nach der Erfindung folgt sehr genau der Glei-· chung

d = AT² + B / (2)

wobei d die Dichte sowie A und B Konstanten sind.

Ist d eine einmal bekannte, fest vorgegebene Dichte für die Periodendauer T , so gilt

^dr ^{= AT}r ^{+ B}' ' ⁽³⁾

Nach Subtraktion der Gleichung (3) von Gleichung (2) folgt

d - d_r = A (T² - T^), (4)

Nach Multiplikation und Division mit der Zahl 4 folgt

d - d = 4A (T/2 - T /2) (T/2 H T /2) . (5)

In PMg. 17 ist das Ausgaitpsignal des Frequenzteilers 23 durch die Kurvenform (a) wiedergegeben. Es ist zu beachten, daß jeder Impuls eine Periodendauer T und jeder Impuls eine Breite von T/2

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hat» Im Ergebnis subtrahiert die Impulsformerschaltung 13 eine bekannte konstante Impulsbreite vom ersten Teil jedes der Impulse (a). Dieser Teil sei T_r/2. Die Ausgangsimpulse des UND-Gatters 14 werden bei (b) gezeigt. Die Kurvenform (c) ist die invertierte Kurvenform (a). Die Impulse (d) treten am Ausgang der Impulsformerschaltung 13 auf.

Es ist zu beachten, daß die Periodendauer zwischen den Rückflanken der Impulse (d) T beträgt. Die Periode zwischen der Rückflanke des ersten'und der Vorderflanke des' nächsten ist somit

T - (T/Z - T_r/2) = T/2 + T_r/2 . - . (6)

Die Integrationsschaltungen 15 und 16 liefern daher die Berechnung ;. ■

ι- - (T/2 - T_r/2) (T/2 + T_r/2) _t . (7)

welcher Ausdruck unmittelbar proportional zu d - d ist. Durch Zufügung einer bekannten Konstanten d_ ist es möglich, die
absolute Dichte zu erhalten.

Die Verwendung von d macht eine genauere Berechnung und- Meßwertübertragung möglich, da lediglich die Differenz d - d bex~echnet" und übertragen wird und nicht die absolute Dichte d.

Es ist zu beachten, daß

d = A (T² - T^) + d_r, , (8)

wobei.

^dr ^{= AT}r ^{+ Bi}. ^{9)

Die Gleichung (8) gibt das Amujarysrignal des Verstärke!fs 72 aLs Spannung wieder, die. unmittelbar d proportional ist.

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JO

G.L. Schlatter β

Die Schaltung von Fig. IO wird hier als Schalter 114 bezeichnet. Jedoch hat die Schaltung von Fig. 10 auch noch andere Funktionen als einfaches Schalten. Sie weist die Eingangsleitungen 500 und 501 auf sowie die Eingangsverbindungspunkte 502 und 503. Der Widerstand 504 liegt zwischen der Eingangsleitung 500 und dem Verbindungspunkt 502, während der Widerstand 505 zwischen die Eingangsleitung 501 und den Verbindungspunkt 503 geschaltet ist.

Obwohl alle in den Zeichnungen gezeigten Schaltelemente dazu verwendet werden können, ein der Dichte des Strömungsmittels direkt proportionales analoges Signal abzugeben, können falls gewünscht alle Schaltelemente der Fig. 19 in solchen Fällen weggelassen werden, in denen die Dichte einer Flüssigkeit gemessen werden soll oder eine der Dichte analoge Größe erwünscht ist. Falls die. Bauelemente der Flg. 19 weggelassen werden, kann ebenfalls der Widerstand 504 weggelassen und vom Verbindungspunkt entfernt werden; die Schaltung nach Fig. 10 bleibt dann anderweitig betriebsfähig.

Abgesehen von dem eben Gesagten ist es ein hervorstechendes Merkmal der Erfindung, daß speziell zur Abgabe einer der Gasdichte direkt proportionalen analogen Größe die Schaltung nach Fig. 19 zusammen mit dem Widerstand 504 verwendet wird.

Es kann die Schaltung nach Fig. 19 angewendet werden oder irgendeine übliche Abtast-Speicher-Schaltung. Es sei hervorgehoben, daß die Schaltung nach Fig. 19 im wesentlichen eine Abtast-Speicher-Schaltung ist. Die Fig. 19 besteht aus dem Abtastschalter 506, dem Verstärker 507, der die positiven und negativen Eingänge 508 und 509 aufweist, die an den entsprechenden Verbindungspunkten und 511 liegen. Der Verbindungspunkt 511 ist über die Wicklung clei; Potentiometer« 513, das den Schleifer.514 aufweist, mit dem' Potential VL verbunden. Das Schalten des Schalters 506 wird vom l auf der ICirujanynleitung 515 gesteuert. Der Schalter 506

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erhält sein Eingangssignal über die Eingangsleitung 516, und seine Ausgangsleitung 517 liegt am Verbindungspunkt 51Q, von dem der Kondensator 518 zum Potential Vl führt. Der Verbindungspunkt 511 liegt am Ausgang des Verstärkers 507. Die Eingangslextung 515 ist mit der Leitung 56 von Fig. 15 verbunden, während die Leitung 516 mit dem Ausgang des Verstärkers 37 von Fig. 14 verbunden ist. Der Ausgang der Schaltung von Fig. 19 wird am Potentiometerschleifer 514 abgenommen und liegt an der Eingangsleitung 500 von Fig. 10.

An der Eingangsleitung 501 von.Fig. 10 ist der Ausgang des Verstärkers 72 von Fig. 16 angeschlossen. Die Schaltung von Fig. 10.. enthält die Verstärker 519 und 520, deren ersterer den Plus-Eingang 521 und den Minus-Eingang 522 aufweist,· während der Verstärker-520 den Plus-Eingang 523 und den Minus-Eingang 524 hat. Am Ausgang des Verstärkers 519 liegt der Verbindungspunkt 525. Der Plus-Eingang 521 wird über den Widerstand 526 auf dem Potential Vl gehalten. Der Rückkopplungswiderstand 528 liegt zwischen den Verbindungspunkten 502 und 525.

Das eine Ende der Wicklung 529 des Potentiometers 528 liegt am Potential V2, während das andere Ende der Wicklung 522 am Potential Vl und der Schleifer 530 über den" Widerstand 531 am Verbindungspunkt 503 angeschlossen ist- Am Verbiridungspunkt 525 sind die Basis 535 des Transistors 532 und die Kathode 538 der Diode angeschlossen. Der Kollektor 533 des Transistors 532 wird über den Widerstand 540 auf dem Potential V2 gehalten, während dessen Emitter 534 und die Anode 537 der Diode 536 am Verbindungspunkt angeschlossen sind. ^v

Ferner enthält die Fig. 10 die weitere Eingangsleitung 541, die mit der Ausgangsleitung 194 des Synchrondetektors 112 verbunden ist und über den Widerstand 550 am Verbindungspunkt 542 angeschlossen ist. Von letzterem führt die Diode 549 derart zum

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Potential Vl, daß sie in Richtung zum Verbindungspunkt 54 2 in Flußrichtung gepolt ist. Ferner führt vom Verbindungspunkt 542 die Diode 551 derart zum Verbindungspunkt 54 3, daß sie in Richtung zum Verbindungspunkt 54 2 in Flußrichtung gepolt ist.

Der Verbindungspunkt 54 3 liegt am Minus-Eingang 524 des Verstärkers 520, dessen Plus-Eingang über den Widerstand 552 am Potential Vl angeschlossen ist. Der Widerstand 553 liegt zwischen den-Verbindungspunkten 54 3 und 544, welch letzterer mit den Verbindungspunkten 545, 546 und 547 elektrisch identisch ist. Zwischen den Verbindungspunkten 539 und 544,liegen die Widerstände 554 und 555 in der angegebenen Reihenfolge, die wiederum mit ihrem jeweils anderen Ende am gemeinsamen Verbindungspunkt angeschlossen sind. Zwischen den Verbindungspunkten 556 und liegt die Wicklung 558 des Potentiometers 557, dessen Schleifer 559 am Verbindungspunkt 546 liegt.

Der Ausgang des Verstärkers 520 liegt an der Basis 563 des Transistors 560, dessen Kollektor 561 zusammen mit dem Kollektor 565 des Transistors 564 am Verbindungspunkt 548 angeschlossen ist. Der Emitter 562 des Transistors 560 liegt an der Basis des Transistors 564, während der Emitter 566 des Transistors am Verbindungspunkt 547 angeschlossen ist, der seinerseits über den Widerstand 568 am Potential V2 liegt.

Die Ausgangs leitung 569 der Schaltung nach Fig. 10 liefert bezüglich des Potentials Vl einen der Strömungsmitteldxchte direkt proportionalen Strom. Der Widerstand 570 und das Milliamperemeter 571 liegen in Serie zwischen dem Verbindungspunkt 548 und dem Ausgang 569.

Der insgesamt mit 572 bezeichnete Schaltungsteil stellt einen analogen Spannungsaddierer dar, der falls gewünscht konventioneller Art sein kann. Dasselbe gilt für den Spannung-in-Strom-

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Wandler 573. Der mit 574 bezeichnete Schaltungsteil übernimmt das oben beschriebene Schalten.

Pie in Fig. 10 an der Leitung 500 liegende Spannung ist direkt proportional T. Sie ist jedoch auch gleich einigen konstanten Zeiten, nämlich der Größe (.T/2· - T /2) . - T ist jedoch tatsächlich eine Konstante. Die der Leitung 501 von Fig.. 10 zugeführte

2 ·

Spannung.ist direkt proportional T . Sie ist somit proportional der.Rechten Seite der Gleichung (4); jedoch ist wiederum T konstant. Das Potential am Schleifer 530 liefert einen konstanten Ausdruck, beispielsweise B. Somit ist der Ausgang des Verstärkers 520 eine Spannung, nämlich E , die durch die Gleichung

= AT² ■+ CD ■+ B ·.···■· ■ · : · ·

gegeben ist,, wobei A, B und C Konstanten sind.

Weil es einfach ein industrielles Erfordernis und keine Spezialanwendung ist, dient die Schaltung nach Fig. IO zur Lieferung eines Ausgangsstroms durch das Milliamperemeter 571, der eine Nullanzeige auf einer Prozentskale von 0 bis 100 % ergibt, wenn der im Milliamperemeter 571 fließende Strom 4 mA beträgt. Die Spannung auf der Leitung 541, die den Ausgang der Schaltung nach Fig. 10 für den Fall nichtvorhandener Resonanz unbrauchbar macht, beaufschlagt in einfacher Weise die Diode 551 in Flußrichtung, so daß der Eingang 524 des Verstärkers 521 auf dem Potential Vl festgehalten wird. Dies bewirkt, daß das Milli*- amperemeter 571 einen Strom unterhalb des Nullpunkts anzeigt und somit die nichtvorhandene Resonanz signalisiert. Die Prozentanzeige für Nichtresonanz kann irgendein Wert außerhalb des 0- bis-100-%-Bereiches sein. Im vorliegenden Fall kann es der Strom 0 sein.

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Die Eichung kann auf folgende Weise vorgenommen werden. Der Oszillator 116 nach Fig. 7 wird auf die höchste Frequenz im gewünschten Dichtebereich eingestellt. Dann wird das Potentiometer 528 so lange verstellt, bis der Ausgang-des Verstärkers Null ist oder gleich Vl, falls das Referenzpotential Vl ist. Der Oszillator 116 wird dann auf die kleinste Frequenz im gewünschten Frequenzbereich eingestellt, und das Potentiometer 557 wird so lange verstellt, bis das Milliamperemeter 571 100 % entsprechend 20 mA anzeigt. Dann wird der Oszillator 116 abgeschaltet, bevor das Densitometer benutzt wird.

Die verwendeten Ausdrücke "mit Abstand von" sollen auch den Abstand zwischen den Mitten zweier Impulse umfassen. Der Ausdruck "Densitometer" soll auch ein Bauelement umfassen, das die Verbraucheranordnung 115 enthält oder nicht. · ■

Die ,,Schalter der Filterfrequenz-Steuerschaltung 122 und der in Fig. 13 gezeigte Schalter 106' können falls gewünscht miteinander gekoppelt sein.

Es sei nochmals hervorgehoben, daß, wie aus dem Obigen hervorgeht, der Synchrondetektor 112 eine solche empfindliche Anordnung darstellt, die das Vorhandensein der Resonanz feststellt. Zugleich betätigt er den Schalter 114, damit dieser ein konstantes Ausgangssijnal auf der Leitung 569 erzeugt und damit die Selbstanlaufschaltung 117 einschaltet, wenn keine Resonanz vorliegt. Ein Teil der Ausgangsgröße des Verstärkers 226 wird auf der Leitung 469 zum Signal der Leitung 276 des Verstärkers 124 nach Fig. 9, wie bereits ausgeführt, addiert. Welcher Anteil addiert wird, ist von der Größe des Widerstands 471 abhängig.

Der Verstärker 475 kann ein nichtinvertierender Verstärker sein, während der Verstärker 474 ein invertierender Verstärker sein kann. Ein einzelner invertierender Verstärker kann die beiden

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genannten Verstärker ersetzen. Die Kapazität des Kondensators kann 0,1 /uF betragen. Die Größe des Widerstands 479 bestimmt die Größe der Wechselausgangsspannung des Verstärkers -475. Die Größe des Widerstand 4&3 bestimmt den mittleren Strom durch die Spule 24'. ' -" · '

Parallel zum Widerstand 482 ist kein Kondensator nötig, um den Strom zu mitteln, da der Spannungsabfall am Widerstand 482 sehr, sehr klein im Vergleich zum Wechselspannungsanteil der Eingangsspannung des Verstärkers 474 ist. Der Widerstand 482 liefert die Eingangsspannungsabweichung (offset) über den Widerstand 483 an den Verstärker 474. Diese der Spule 24' aufgeprägte Spannungsabweichung beträgt 0_#l bis 0,2 V, die relativ konstant bleiben. Die Wechselkomponente der Spännung an der Spule 24' beträgt etwa 25-V Spitze. - _: . ■

Es sei angemerkt, daß das Ausgangssignal des Schalters 114 nach Fig. 7 während der Resonanz direkt proportional der Dichte des Strömungsmittels ist, in welches die Schwinge 20' eingetaucht ist. Im selben Fall ist der Ausgang des Schalters 114 auch direkt proportional dem spezifischen Gewicht des Strömungsmittels, Ida die Differenz zwischen Dichte und spezifischem Gewicht nur in der konstanten Größe der Dichte von Wasser besteht. Daher soll' hier und in den Ansprüchen unter dem Ausdruck "spezifisches Gewicht" auch die Dichte und umgekehrt verstanden werden.

Üblicherweise ist die Konstante C in der letztgenannten Gleichung negativ, während die Konstante A positiv ist und die Konstante B entweder positiv oder negativ sein kann.

Falls gewünscht kann der Verstärker 507 ein nichtinvertierender Verstärker und der Verstärker 72 ein invertierender Verstärker sein oder umgekehrt. -

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Das Potentiometer 513 wird normalerweise so eingestellt, daß es einen Teil des Ausgangs des Verstärkers 507 abgibt. Dieser Teil ist gleich dem Verhältnis C/A, wie es sich aus drei Versuchen zur Ermittlung der drei Konstanten A, B und C als Funktion dreier bekannter Dichten und dreier Meßfrequenzen ergibt, üblicherweise beträgt dieses Verhältnis 0,5462.

5 Patentansprüche

7 Blatt Zeichnungen mit 19 Figuren

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Schaltungsanordnung für .ein Vibrationsdensitometer, das eine in einem Strömungsmittel vibrationsfähige Schwinge aufweist, deren Schwingfrequeriz elektrisch aufgenommen und in eine Impulsfolge gleicher Frequenz umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsfolge eine erste Integrationsschaltung (15) zur Lieferung ein.er der Schwingfrequenz direkt proportionalen Ausgangsgröße zugeführt .ist, daß der ersten Integrationsschaltung eine zweite Integrationsschaltung (16) zur· Lieferung einer dem Quadrat der Schwingfrequenz direkt proportionalen Ausgangsgröße nachgeschaltet ist und .daß die beiden Ausgangsgrößen zusammen mit einer von einer . Koftstantpotentialquelle gelieferten konstanten Ausgangsgröße einer Summieranordnung zugeführt sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Summieranordnung eine Verbraucheranordnung (115) nachgeschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucheranordnung ein in Dichte geeichtes Meßinstrument enthält. · . .
4. Schaltungsanordnung nach, einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Integrationsschaltung und der Summieranordnung eine erste Abtast-Speicher-Schciltung und zwischen der zweiten Integrationsschaltung und der Summieranordnung eine zweite Abtast-Speicher-Schaltung angeordnet ist.

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5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Integrationsschaltung (15) einen ersten Verstärker (37), einen ersten und einen zweiten Schalter (26, 31), einen ersten Widerstand (36) und einen ersten Kondensator (48) enthält, daß die zweite Integrationsschaltung (16) einen zweiten Verstärker (58), einen dritten und einen vierten Schalter (32, 33) und einen zweiten Kondensator (60) enthält, daß der erste Schalter (26) und der erste Widerstand (36) hintereinander zwischen der Konstantpotentialquelle (E) und dem Eingang des ersten Verstärkers (37) angeordnet sind, daß der erste Schalter (26) von der Impulsfolge derart gesteuert ist, daß er während der Impulsdauer geschlossen und in den Impulspausen geöffnet ist, daß die Impulsfolge über eine Differenzierschaltung (41) einem monostabilen Multivibrator (42) zugeführt ist, dessen Ausgang i den zweiten Schalter (31) derart steuert, daß er kurzzeitig zu Beginn jedes Impulses der Impulsfolge geschlossen ist, daß der erste bzw. zweite Kondensator (48, 60) den Eingang des ersten bzw. zweiten Verstärkers (37, 58) mit dessen jeweiligem Ausgang verbindet, daß der zweite Schalter (31) dem ersten Kondensator (48) und der vierte Schalter (33) dem zweiten Kondensator (60) parallelgeschaltet ist, daß der dritte Schalter (32) und der zweite Widerstand (57) hintereinander zwischen den Ausgang des ersten Verstärkers (37) und den Eingang des zweiten Verstärkers (58) geschaltet sind, daß der dritte Schalter von der über einen Inverter (55) geführten Impulsfolge gesteuert wird, daß der vierte Schalter (33) vom Ausgang des monostabilen Multivibrators (42) über eine Verzögerungsanordnung (18) gesteuert ist, daß die erste Abtast-Speicher-Schaltung (10) einen fünften Schalter (19), einen dritten Kondensator (71), einen dritten Verstärker (72) und' die zweite Abtast-Speicher-Schaltung einen sechsten Schalter (506), einen vierten Kondensator (518) und einen vierten

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Verstärker (507) enthält, daß äer fünfte Schalter (19) zwischen dem Ausgang des zweiten Verstärkers (58) und dem Eingang des dritten Verstärkers (72) angeordnet ist und von der Impulsfolge gesteuert wird, daß der dritte Kondensator (71) vom Eingang des dritten Verstärkers (72) zu einem Referenzpotential CVl) führt, daß der sechste Schalter (506) zwischen dem Ausgang des ersten Verstärkers (37) und dem Eingang des vierten Verstärkers (.507) angeordnet und von der Impulsfolge gesteuert ist, daß de-r vierte Kondensator (518) vom Eingang des vierten Verstärkers (507) zum Referenzpotential (Vl) führt, daß die Ausgänge des dritten und des vierten Verstärkers (72, 507) der Summieranordnung zugeführt sind, . deren Ausgang über einen Strom-in-Spannung-Wandler zu einem Amperemeter führt.

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Le e rs e i t e