31. Расходомеры постоянного перепада давления.

Расходомеры постоянного перепада давления довольно широко применяются в системах автоматического контроля и регулирования в химической и топливной промышленности из-за конструктивной простоты; высокой чувствительности и вследствие этого возможности применения для измерения весьма малых расходов; возможности применения для измерения расхода агрессивных жидкостей и газов; простоты автоматизации измерений; постоянства относительной погрешности; незначительных потерь давления.

Однако эти приборы имеют и существенные недостатки, препятствующие их массовому применению: отсутствие научных принципов взаимозаменяемости и косвенной расчетной градуировки; необходимость индивидуальной градуировки на реальных измеряемых средах и существенные потери точности при измерении других сред, отличных от тех, на которых осуществлялась градуировка; непригодность для измерения больших расходов.

Наиболее распространенными расходомерами постоянного перепада давления являются ротаметры.

Основными элементами ротаметра являются расширяющаяся кверху (по ходу вертикального потока) коническая трубка и заключенный в нее поплавок. Для визуально го отсчета показаний применяют стеклянную трубку, непосредственно на которую нанесены деления шкалы прибора. Поплавок состоит из нижней конической и средней цилиндрической части, заканчивающейся бортиком с косыми канавками. Назначение канавок — обеспечить устойчивое вращение поплавка при течении измеряемой среды, что не обходимо для его центрирования относительно оси трубки.

При использовании ротаметров в системах автоматического регулирования или контроля необходимы дополнительные устройства, преобразующие ход поплавка в пропорциональный механический, электрический или пневматический сигналы. Принцип действия ротаметров состоит в следующем - гидродинамическое давление потока измеряемой среды воздействует на поплавок и вызывает его вертикальное перемещение. При этом (в связи с конусностью трубки) изменяется площадь проходного сечения прибора, образованного диаметром буртика поплавка и внутренней стенкой трубки.

Это изменение площади происходит таким образом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается практически постоянным (отсюда и название расходомеров).

Поплавок будет подниматься до тех пор, пока его вес и вес связанных с ним элементов не уравновесит уменьшающееся (вследствие уменьшения скорости из-за увеличения проходного сечения) по мере подъема поплавка динамическое давление потока.