5.4. Объемные расходомеры и счетчики

Принцип действия объемных счетчиков основан на отсчете количества определенных объемов, вытесняемых из измерительной камеры прибора под действием разности давлений на счетчике.

Счетчики с овальными шестернями

Счетчики с овальными шестернями отсчитывают строго определенные объемы жидкости, проходящей через измерительную камеру, в которой вращаются овальные шестерни. Поток измеряемой жидкости, поступая в счетчик через входной патрубок и проходя через измерительную камеру, теряет часть напора на создание крутящего момента, приводящего овальные шестерни во вращение. За один полный оборот шестерен отсекается полный свободный объем камеры. По числу оборотов счетчик определяет суммарный объем прошедшей через прибор жидкости.

Средняя угловая скорость вращения шестерни пропорциональна расходу, т. е. счетчики с овальными шестернями можно использовать также для измерения объемного расхода.

Ротационные счетчики

Действие ротационных счетчиков основано на том, что гладкие роторы под давлением измеряемого газа приходят в движение и при этом отмеривают определенные объемы газа. Роторные преобразователи в основном устанавливают на газопроводах.

Выпускаются счетчики с электронным корректором, позволяющим получить результат измерений объема газа, приведенный к стандартным условиям. Ротационные счетчики монтируют как на горизонтальных, так и на вертикальных измерительных трубопроводах. Предпочтителен монтаж на вертикальных измерительных трубопроводах, особенно, для измерения количества загрязненного газа.

5.5. Скоростные счетчики

Принцип действия скоростных расходомеров-счетчиков основан на измерении скорости вращения потоком жидкости измерительной турбинки. Для бесперебойной работы счетчиков необходимо отсутствие завихрений в потоке, поступающем на турбинку. При использовании таких расходомеров-счетчиков число оборотов турбинки пропорционально объему протекающей жидкости:

В скоростных аксиальных расходомерах-счетчиках ось вращения турбинки совпадает с направлением потока (рисунок 5.4).

В скоростных тангенциальных расходомерах-счетчиках поток, вращающий турбинку, направлен по касательной к окружности, описываемой средним радиусом турбинки (риунок. 5.5).

Рисунок 5.4. Схема объемного счетчика с винтовой турбинкой, расположенной аксиально к потоку: / — винтовая турбинка; 2 — корпус; 3 —счетчик

Рисунок 5.5. Счетчик с турбинкой, расположенной тангенциально к потоку: / — турбинка; 2 — корпус; 3 — счетчик

5.6. Измерение расхода на основе тепловых явлений

Тепловыми расходомерами называют расходомеры, действие которых основано на измерении эффекта теплового воздействия на поток (или на тело, контактирующее с потоком), зависящего от расхода. Чаще применяются для измерения расхода газа и реже для измерения расхода жидкости. Тепловые расходомеры отличаются способом нагревания, расположением нагревателя (снаружи технологического трубопровода или внутри), а также характером функциональной связи между расходом и измеряемым сигналом. Основной способ нагревания — электрический омический. По характеру теплового взаимодействия тепловые расходомеры подразделяют на калориметрические, термоконвективные, термоанемометрические.

Калориметрические и термоконвективные расходомеры измеряют массовый расход при условии неизменности теплоемкости измеряемого вещества, что является их достоинством. Другое достоинство термоконвективных расходомеров — отсутствие контакта с измеряемым веществом. Недостаток тех и других — инерционность.

Основное назначение этих приборов — измерение расхода газа. Калориметрические расходомеры применяют как образцовые приборы для поверки и градуировки расходомеров других типов.