2.2 Методи виміру витрати

2.2.1 Витратоміри змінного перепаду тиску

2.2.1.1 Загальна характеристика

Витратомір змінного перепаду тиску  являє собою сукупність:

а) вимірювального комплексу, до складу якого входять:

        первинний перетворювач(звужувальний, напірний тощо), на якому створюється змінний перепад тиску;

        первинні вимірювальні перетворювачі тиску, перепаду тиску та температури;

        з’єднувальні трубопроводи з крановою обв’язкою;

        засоби визначення фізико-хімічних параметрів газу (густини, компонентного складу, вологості);

        автоматичні обчислювачі витрати та кількості;

        сервісні пристрої, засоби зв’язку тощо.

б) вимірювального трубопроводу, конфігурацію якого визначають певні нормативні документи. До складу вимірювального трубопроводу також належать:

        додаткові пристрої (фільтри, струминовипрямлячі, місцеві опори опори);

        кранова обв’язка (відсічні, зрівняльні крани);

        розділювальні, конденсаційні, відсічні судини, мембранні роздільники тощо.

Витратоміри змінного перепаду тиску підрозділяються на п’ять самостійних груп залежно від будови і принципу дії їхніх перетворювачів витрати:

        витратоміри із звужувальним пристроєм, засновані на залежності від витрати перепаду тиску, що утвориться в звужувальному пристрої в результаті перетворення частини потенційної енергії потоку в кінетичну;

        відцентрові витратоміри, засновані на залежності від витрати перепаду тиску, що утвориться на заокругленні трубопроводу в результаті дії відцентрової сили в потоці;

        витратоміри з напірним пристроєм, засновані на залежності від витрати перепаду тиску, створюваного напірним пристроєм у результаті місцевого переходу кінетичної енергії струмини в потенційну;

        витратоміри з напірним підсилювачем, засновані на залежності від перепаду тиску, створюваного напірним підсилювачем як у результаті переходу кінетичної енергії струменя в потенційну, так і в результаті часткового переходу потенційної енергії в кінетичну;

        струминні витратоміри, засновані на залежності від витрати перепаду тиску, що утворяться при ударі струмини.

Як видно з наведеного, принципи дії перетворювачів витрати в кожній з перелічених груп різні і тому всі ці перетворювачі мають розглядатися самостійно. Але всі інші частини витратоміра: з’єднувальний пристрій, перетворювач перепаду тиску, вторинний перетворювач і обчислювач є загальними для всіх перелічених шести груп витратомірів.

Найбільш важливими серед усіх зазначених приладів є витратоміри зі звужувальними пристроями.

Вони одержали винятково широке поширення і становлять не менш 90 % усіх витратомірів, застосовуваних не тільки в нас, але і за кордоном.

Причиною цього є такі важливі переваги:

        універсальність застосування. Вони придатні для виміру витрати будь-яких однофазних середовищ, а у відомій мері і двофазових. Крім того, вони придатні для виміру витрат усілякої величини в трубах, практично, будь-якого діаметра і, практично, при будь-якому тиску і температурі.

        зручність масового виробництва. Індивідуально виготовляється тільки перетворювач витрати  звужувальний пристрій. Все-таки інші частини можуть виготовлятися крупносерійно. Їхня будова не залежить ні від роду вимірюваного середовища, ні від величини витрати.

        відсутність необхідності в зразкових витратомірних установках у випадку застосування як перетворювачів витрати стандартних звужувальних пристроїв, установлених у трубах, що мають діаметр не менш 50 мм.

Поряд з цим, витратоміри із звужувальним пристроєм мають і недоліки, з яких найбільш важливим є квадратична залежність між витратою і перепадом, наслідком чого є нерівномірність шкали, досить малий діапазон виміру та утруднення, що виникають при застосуванні їх для виміру змінних витрат.

До числа інших їх недоліків можна віднести обмежену точність і швидкодію. Інерційність витратомірів зростає зі збільшенням довжини трубок, які з'єднують звужувальний пристрій з перетворювачем перепаду тиску, а у випадку пневматичного вторинного перетворювача також і трубок, що з’єднують первинний вимірювальний перетворювач із вторинним приладом. Похибка виміру у витратомірів зі звужувальними пристроями може лежати в досить широких межах залежно від стану звужувального пристрою, діаметра трубопроводу, сталості тиску і температури вимірюваного середовища. У середньому сумарну граничну зведену похибку в них можна оцінити цифрами ± 1-3 %.