Расходомеры постоянного перепада давления

Расходомеры постоянного перепада давления

Общая характеристика расходомеров постоянного перепада давле­ния. Расходомеры данного типа довольно широко применяются в систе­мах автоматического контроля и регулирования в химической и топлив­ной промышленности из-за:

  1. конструктивной простоты;
  2. высокой чувстви­тельности и вследствие этого возможности применения для измерения весьма малых расходов;
  3. возможности применения для измерения расхо­да агрессивных жидкостей и газов;
  4. простоты автоматизации измерений;
  5. постоянства относительной погрешности и вследствие этого значительно­го диапазона измерения Qmax/Qmin=10:1 (для расходомеров перемен­ного перепада он составляет 3:1), незначительных потерь давления.

Однако эти приборы имеют и существенные недостатки, препятст­вующие их массовому применению: отсутствие научных принципов взаи­мозаменяемости и косвенной расчетной градуировки; необходимость индивидуальной градуировки на реальных измеряемых средах и сущест­венные потери точности при измерении других сред, отличных от тех, на которых осуществлялась градуировка; непригодность для измерения больших расходов.

В настоящее время разработано и предложено несколько способов пересчета результатов опытных градуировок расходомеров постоянного перепада давления, проводимых на воде или на воздухе, на реальные из­меряемые среды. Однако ни один из них не является универсальным и достаточно достоверным.

Существуют расходомеры постоянного перепада давления трех кон­структивных разновидностей: ротаметры, поршневые и поплавковые расходомеры. Принцип действия всех этих приборов основан на силовом взаимодействии потока и помещенного в него тела.

 

Ротаметры.

Основными элементами ротаметра, принципи ально необходимыми для его работы, являются расширяю щаяся кверху (по ходу вертикального потока) коническая трубка и заключенный в нее поплавок. Для визуально го отсчета показаний применяют стеклянную трубку, не посредственно на которую нанесены деления шкалы прибора. Поплавок состоит из нижней конической и средней ци линдрической части, заканчивающейся бортиком с косыми канавками. Назначение канавок — обеспечить устойчивое вращение поплавка при течении измеряемой среды, что не обходимо для его центрирования относительно оси трубки.

При использовании ротаметров в системах автомати ческого регулирования или контроля необходимы допол нительные устройства, преобразующие ход поплавка в про порциональный механический, электрический или пневма тический сигналы. Принцип действия ротаметров состоит в следующем. Гидродинами­ческое давление потока измеряемой среды воздействует на поплавок и вызывает его вертикальное перемещение. При этом (в связи с конус ностью трубки) изменяется площадь проходного сечения прибора, обра зованного диаметром буртика поплавка и внутренней стенкой трубки.

Это изменение площади происходит таким образом, что перепад давле ния по обе стороны поплавка остается практически постоянным (отсю да и название расходомеров).

Поплавок будет подниматься до тех пор, пока его вес и вес связан ных с ним элементов не уравновесит уменьшающееся (вследствие умень шения скорости из-за увеличения проходного сечения) по мере подъема поплавка динамическое давление потока.

При малых перемещениях между ходом поплав ка и расходом существует приближенная линейная пропорциональность, что также является достоинством расходомеров постоянного перепада давления.