М етод постоянного перепада давления (ротаметры)
1 - конусная трубка
2 - поплавок
3 - прорези объемного расхода плавно меняющихся однородных потоков чистых и слабо загрязненных жидкостей и газов
Ротаметры - вертикальный конусный агрегат, в который помещен поплавок. Поток проходит через ротаметр снизу вверх и создает перепад давления до и после поплавка. Этот перепад давлений создает подъемную силу, которая уравновешивается весом поплавка, в случае если изменится расход через ротаметр, то в соответствии с этим изменится подъемная сила. Поплавок начнет перемещаться к зауженнию сечения что приведёт к уменьшению значения потока.
Считывание перемещения поплавка рассчитывается из коэффициента расхода. Показания потока считывается с металлической или стеклянной трубки с нанесенной на нее шкалу, указателем для шкалы служит поверхность поплавка.
У
равнение
объемного расхода для ротаметров
α - коэффициент расхода
Fк - площадь кольцевого отверстия между верхней частью поплавка и конусной трубкой
g - ускорение свободного падения
V - объем поплавка
pп - плотность материала поплавка
p - плотность вещества потока
f - площадь наибольшего поперечного сечения поплавка
Из этого следует, если коэффициент расхода (α) принять постоянным, то расход вещества можно определить по значению площади кольцевого отверстия (Fк). Fк - это функция положения поплавка, значения высоты его подъема служит мерой расхода.
Для дистанционного измерения расхода при помощи ротаметров используют преобразователи линейного перемещения.
Э лектромагнитные или индукционные расходомеры
1 - немагнитный участок трубы
2 - магнит
3 - изолированные электроды
4 - измерительный прибор
Принцип действия таких приборов основан на законе электромагнитной индукции. То есть в проводнике, который движется в магнитном поле индуцируется электродвижущая сила, которая пропорциональна скорости движения проводника. Роль проводника выполняет электропроводная жидкость, которая протекает по трубопроводу и пересекает магнитное поле. При этом в приборе наводится ЭДС пропорциональная скорости жидкости, то есть ее расходу.
Отрезок металлической немагнитной трубы (1), которая устанавливается между фланцами трубопровода с измеряемым потоком жидкости, располагается между полюсами магнита (2), перпендикулярно направлению магнитных силовых линий (рис. 6.7). Внутренняя поверхность трубы покрыта электроизоляционным материалом (эмаль, стеклопластик, резина и др.). Выходной сигнал снимается с двух изолированных электродов (3), установленных в стенке трубопровода и подключенных к измерительному прибору (4) (милливольтметру или потенциометру).
ЭДС
Е, индуцируемая в проводнике,
движущемся в постоянном магнитном поле,
равна:
В — магнитная индукция;
W — средняя скорость потока жидкости;
D — внутренний диаметр трубопровода.
Q - объемный расход
ЭМР обладают рядом достоинств:
возможность измерения расхода агрессивных, абразивных и вязких жидкостей (степень агрессивности измеряемых сред определяется материалом изоляции трубы и электродов);
на показания не влияют взвешенные в жидкости частицы и пузырьки газа, а также такие параметры измеряемого потока жидкости, как давление, температура, вязкость, плотность и т. п. ;
ЭМР позволяют проводить измерения без потери давления;
ЭМР практически безынерционны и поэтому могут быть использованы при измерении быстро меняющихся потоков.
Недостатком является возможность измерения расхода только электропроводных жидкостей.