9. Расходомеры постоянного перепада давления.

У приборов этого типа измеряемое вещество (жидкость или газ) проходит непосредственно через расходомер, причем площадь проходного отверстия изменяется в зависимости от расхода; перепад давления при прохождении веще­ства через расходомер остается постоянным.

Измерительная часть прибора (рис. 7.5) представляет собой вертикально располо­женную трубку 1, в которой находится по­плавок 2. Перепад давления при протекании через коническую трубку жидкости, разность дав­лений до и после поплавка определяются весом поплавка и его геометрической фор­мой. Поскольку эти параметры при измере­нии расхода не меняются, перепад давления остается постоянным. При постоянном перепаде давления пло­щадь кольцевого сечения между внутрен­ними стенками конической трубки и по­плавком пропорциональна количеству жид­кости, протекающей в данный момент (расходу).

­

В конической трубке площадь кольцевого сечения изменяется пропорционально высоте. Следовательно, поплавок изменяет свое положение по высоте в зависимости от расхода.

Формулы объемного и массового расходов имеют вид: ,

где α - коэффициент расхода; φ - угол конусности измерительной трубки; Н - высота подъема поплавка; ρ - плотность измеряемого вещества; m_п - масса поплавка.

Выразив все постоянные для данной измерительной установки величины коэффициентов С, можно записать формулу в виде: Q = CH.

Существующие расходомеры постоянного перепада давления можно разделить на две основные группы: расходомеры со свободно перемещающимся погруженным поплавком и расходомеры с по­груженным цилиндрическим поршнем. Наиболее широко приме­няют в технике приборы первой группы, которые известны под названием ротаметры. По способу передачи показаний ротаметры выпускаются следующих видов: стеклянные с непосредственным отсчетом показаний, бесшкальные с электрическим датчиком, бес­шкальные с пневматическим датчиком.

Устройство ротаметра со стеклянной трубкой: ротаметр состоит из конической трубки, закрепленной в двух металлических головках, снабженных сальниками и фланцами для включения в вертикальный трубопровод. Головки стянуты несколькими тягами, образующими вместе с поперечи­нами защитную решетку вокруг стеклянной трубки. Внутри трубки свободно перемещается поплавок. В нижней головке имеется седло, на которое опускается поплавок при прекращении потока. Верхняя головка снабжена ограничителем хода поплавка. Седло и ограничитель хода удерживают поплавок в пределах изме­рительной трубки. Шкала прибора нанесена (травлением) непосредственно на поверхность стеклянной трубки. Отсчет ве­дется по верхней горизонтальной плоскости поплавка.

Для того чтобы в процессе измерения поплавок не касался стенок трубки и находился в центральной части потока, в верхней части поплавка делают косые прорези. Движущийся поток изме­ряемой жидкости, проходя по косым прорезям поплавка, вращает последний, благодаря чему поплавок центрируется в трубке. Об исправной работе ротаметра можно судить по вращению по­плавка.

Ротаметры со стеклянной трубкой выпускают на пределы изме­рений по воде до 3000 л/ч и по воздуху - до 40 м³/ч. Предельное статическое давление 0,58 МПа (6 кгс/см²). При более высоких статических давлениях применяют приборы с металлической изме­рительной трубкой.

На рис. 7.7 показана принципиальная схема ротаметра типа РЭД с электрической дифференциально-трансформаторной пере­дачей показаний на расстояние. Измерительная часть представляет собой металлический корпус 1 с диафрагмой 2, внутри ко­торой перемещается поплавок 3, жестко насаженный на шток 4. На верхней части штока закреплен сердечник 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя. Сердечник перемещается внутри разделительной трубки 6, снаружи которой находится катушка датчика. Эти ротаметры рассчитаны на статическое да­вление до 6,27 МПа. Пределы измерения по воде до 16 000 л/ч.