Development of Liquid Density Measurement Sensor Using the Natural Frequency of a Pipe

파이프의 고유진동수를 이용한 액체밀도측정 센서개발

For the development of liquid density measuring sensor using the natural frequency of a pipe, its principle and construction method were described. The stainless steel pipe, which has length of 32 cm, inside diameter of 2.3 cm and outside diameter of 2.5 cm, was used for the sensor. The exciting coil and the photo sensor were used to excite and to pick-up it, and the feedback circuit was designed to continue its vibrating. The natural frequency was consistent with the result of the spectrum analysis. It had a linearity of 0.0027 % and a sensitivity of 0.032 % in liquid density range from $0.8\;g/cm^{3}$ to $1.4\;g/cm^{3}$ and its frequency variation ratio was 0.024 $%/^{\circ}C$ in temperature range from $10^{\circ}C$ to $35^{\circ}C$.

파이프의 고유진동수를 이용하여 유체의 밀도측정 센서개발을 위한 제작원리와 방법을 소개하고 길이 32 cm이고 내경과 외경이 각각 2.3 cm와 2.5 cm인 스테인레스 스틸 파이프를 사용하여 센서를 제작하였다. 제작된 센서는 파이프의 진동과 진동신호를 얻기 위해 가진코일과 포토센서를 사용하고, 지속석인 진동을 위한 궤환회로로 구성되었다. 센서의 고유진동수는 스펙트럼으로 분석한 값과 일치된 결과를 얻었으며, $0.8\;g/cm^{3}$ 부터 $1.4\;g/cm^{3}$까지의 밀도범위의 액체로 시험한 길과 0.0027 %의 직선성과 0.032 %의 감도를 나타냈다. 그리고 $10^{\circ}C$와 $35^{\circ}C$ 사이의 온도범위에서 고유진동수 변화율은 $0.024\;%/^{\circ}C$임을 보였다.