5.3. Скоростные счетчики

Действие этих приборов основано на измерении средней скорости движущегося потока, действую­щего на вертушку или другой измерительный элемент.

По форме вертушки счетчики делятся на приборы с винто­вой вертушкой и крыльчатые. Первые располагаются парал­лельно измеряемому потоку, вторые — перпендикулярно ему. Число оборотов вертушки пропорционально средней скорости потока, а следовательно, и расходу протекающей жидкости или газа.

На рис. 5.5 показан скоростной счетчик со спи­ральной вертушкой 9, расположенной в корпусе 10. На ось вертушки перед задним подшипником 6, закрепленным на крестовине 7, насажен червяк 8. Червячное колесо, сцеп­ляющееся с червяком, передает вращение передающему меха­низму 3, соединенному посредством оси, проходящей через сальник 4, со стрелочным механизмом 5.

Ш кала большой стрелки прибора разбита на 100 частей с ценой деления 0,001 м³, а шкалы малых стрелок — на 10 ча­стей с ценой деления 0,1; 10; 100; 1000 м³. Со стороны входа жидкости перед вертушкой установлен струевыпрямитель 2. Лопасть 12 вращается вокруг вертикальной оси и служит для регулирования счетчика через рычажный привод 11. Передний подшипник 1 оси вертушки закреплен в струевыпрямителе.

Рис. 5.6. Схема крыльчатого счетчика жидкости

Счетчики со спиральной вертушкой изготовляются па про-­ пускную способность жидкости до 600 м³/ч. Погрешность приборов в зависимости от расхода составляет ± 2—3 %. Установка приборов чаще всего производится в горизонтальных участках трубопроводов. Для успокоения потока перед счетчиком выби­рается прямой участок трубопровода длиной (8…10) d, после него — длиной не менее 5d (d — внутренний диаметр трубопро­вода).

Схема крыльчатого скоростного счетчика жидкости приведена на рис. 5.6. Такие счетчики предназначены для установки в горизонталь-ных трубопроводах и применяются для измерения расходов жидкости до 9,5 м³/ч.

Промышленностью выпускаются турбинный тахометричес-кий расходомер для дистанционной передачи показаний. Такой прибор состоит из первичного преобра­зователя расхода, промежуточного преобразователя с унифицированным выходным сигналом постоянного тока О—5 мА и вторичного прибора — миллиамперметра, гра­дуированного в единицах расхода. Основная погрешность расходомера ±2%.

Первичный преобразователь этого расходомера пред­ставляет собой патрубок из немагнитной стали с фланцами, внутри которого расположена вертушка с винтовыми ло­пастями, изготовленная из магнитного материала. Сна­ружи на патрубке закреплена катушка дифтрансформатора с непод-вижным сердечником. При вращении вертушки лопасти ее проходят поочередно вблизи сердечника ка­тушки и изменяют взаимную индуктивность ее обмоток, в результате чего на выходе появляется напряжение пере­менного тока, промодулированное частотой, пропорцио-нальной частоте вращения вертушки и числу ее лопастей. В промежуточ-ном преобразователе это напряжение уси­ливается и преобразовывается в унифицированный вы­ходной сигнал постоянного тока.

Расходомер питается от сети переменного тока напря­жением 220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая мощность (без вторичного прибора) 20 ватт.

Для определения скорости потока газа, особенно при малых ее значениях, находят примене­ние сравнительно простые и чувствительные приборы — анемометры.

Чувствительным элементом анемометра ( рис. 5.7) является алюминиевая вертушка с несколькими радиально расположенными лопастями, ось которой связана механически с показывающим или счетным уст­ройством. В газовом потоке вертушка начинает вращаться со ско­ростью, пропорциональной скорости потока, благодаря давлению, оказываемому газом на ее лопасти.

При измерении анемометр располагается так, чтобы ось крыльчатки была параллельна направлению потока, проходящего через кольцо.

При помощи червячной пары и оси 3 вращение крыльчатки передается счетному устройству 4, закрепленному на внешней боковой стороне кольца.

Анемометры непригодны для измерений в пульсирующих потоках.

Рис.5.7. Крыльчатый анемометр Рис.5.8. Структурная схема шарико- вого расходомера с тангенциальным

входом

Кроме суммирующих применяются также показываю­щие анемо-метры с насаженным на ось вертушки ротором миниатюрного генератора переменного тока. В зависимо­сти от частоты ее вращения изменяется вы-рабатываемое генератором напряжение, которое измеряется милливольт­метром, градуированным в м/с.

Для дистанционных измерений расходов в пищевых производ-ствах находят применение тахометрические шариковые расходомеры.

Принцип действия таких приборов основан на вращении закручен-ным потоком жидкости, протекающим через измерительный преобразова-тель, свободно плавающего шара. Частота вращения шара пропорциональна расходу измеряемой среды.

Различают шариковые расходомеры с осевым и тангенциаль­ным подводом потока жидкости к измерительному преобразователю расхода.

Корпус первичного измерительного преобразователя расхода с тангенциальным подводом жидкости (рис 5.8 ) представляет собой отре-зок трубы 2 из немагнитного материала с двумя при­крепленными к нему тангенциальными патрубками 1 и 5. Внутри корпуса между двумя ограничительными кольцами 6, закреплен­ными на ступице 3, находится шар 4 из ферромагнитного материа­ла, стойкого к измеряемой среде. Снаружи корпуса расположен узел съема сигнала 7, которым является индуктивная катушка с сердечником, магнитное поле которой изменяется при проходе мимо нее шара. Далее этот сигнал с помощью промежуточного преобра­зователя приводится к нормализованному виду 0…5 мА.

Шариковые расходомеры с тангенциальным подводом жидко­сти предназначены для измерения малых расходов чистых жидко­стей в диапазоне от 0 до 10 м³/ч, класс точности 1,5, шариковые расходомеры с осевым подводом жидкости — от 2,5 до 600 м³/ч, класс точности 1,5; 2,5.

Промышленностью выпускаются также шариковые расходомеры с осевым подводом потока и гидродина­мической подвеской шара. Такой вид подвески позволяет исключить механическое трение и значительно ( в 4…5 раз) повышает надежность расходомеров.