3.5 Расходомеры обтекания

 

Иначе расходомеры обтекания называются  расходомерами постоянного перепада давлений.

В  расходомерах обтеканияобтекаемое тело(поплавок, поршень, клапан, шарик, поворачивающаяся пластика) (см. рисунок 3.5) воспринимает со стороны набегающего потока силовое воздействие, которое при возрастании расхода увеличивается и перемещает обтекаемое тело. В качестве противодействующей силы служит вес обтекаемого тела при движении потока вертикально снизу вверх или сила противодействия пружины в случае произвольного направления потока.

Выходным сигналомрассматриваемых  преобразователей расхода служитперемещение обтекаемого тела.

                         А)                                                                Б)

                  Рисунок 3.5 - Схемы преобразовательных элементов

                                                        расходомеров обтекания

 

Обозначения на рисунке 3.5,А: 1 – коническая трубка; 2 – поплавок; 3 – верхний обод поплавка. При подъеме вверх поплавка под воздействием возросшего потока увеличивается площадь проходного кольца между поплавком и стенкой конической трубки, что приводит к уменьшению силы, действующей на поплавок.

Обозначения на рисунке 3.5,Б: 1 – поршень; 2 – стенка цилиндра; 3 – боковое отверстие. При подъеме поршня увеличивается площадь выходного бокового отверстия в стенке цилиндра 2.

Ротаметры обтекания имеют несколько разновидностей.

Ротаметры со стеклянной конической трубкойпредназначены для измерения газов и прозрачных жидостей. В них используется преобразовательный  элемент, показанный на рисунке 3.5,А. Шкала нанесена непосредственно на внешней поверхности стекла. Указателем является  верхняя горизонтальная плоскость вращающегося поплавка .

Ротаметры обтекания с цилиндрической стеклянной трубкой и цилиндрическим поплавком.Используются для измерения расхода непрозрачных жидкостей.

Ротаметры с электрическим и пневматическим выходным сигналомдля измерения расхода газов и жидкостей на технологических линиях.

Поршневой расходомер постоянного перепада давления.Используется преобразовательный элемент, показанный на рисунке 3.5,Б. Класс точности 2,5.

 

3.6 Электромагнитные расходомеры

 

Принцип  действия электромагнитных расходомеров (см. рисунок 3.6) основан на законе электромагнитной индукции (Закон Фарадея), согласно которому в проводнике, пересекающем магнитные силовые линии, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника.

 

                   Рисунок 3.6 - Схема электромагнитного расходомера

 

Обозначения на рисунке 3.6: 1 – металлическая немагнитная труба; 2,3 – электроды; 4 – измерительный прибор.

Если в качестве проводника использовать поток электропроводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, и измерить наведенную в жидкости ЭДС, то можно определить скорость потока или объемный расход жидкости. Внутренняя поверхность трубы покрыта электроизоляционным материалом  (эмаль, стеклопластик, резина).

Электромагнитные расходомеры могут быть использованы для жидкостей, имеющих электропроводность не менее 10-10См/м .

Электромагнитные расходомеры с постоянным магнитным полем имеют существенныйнедостаток-возникновение на электродах гальванической ЭДС и ЭДС поляризации. Для ликвидации этого недостатка – использовать электромагнитные расходомеры  с переменным магнитным полем. Однако использование переменного магнитного поля создает ряд эффектов, искажающих полезный сигнал. например, трансформаторная помеха, достигает 20-30 ℅ полезного сигнала. Но несмотря на наличие отмеченных помех и трудность их устранения, в промышленности нашли применение электромагнитные расходомеры с переменным магнитным полем.

Преимущества электромагнитных расходомеров с переменным магнитным полем:

1)  Нет необходиомости в измерении плотности жидкости (потока).

2) На показания расходомера не влияют взвешенные в жидкости частицы и пузырьки газа, а также температураt, вязкость, плотность, давление  Р жидкости.

3) Позволяют проводить измерения без потери давления, а также проводить их в стерильных объектах.

4) Расходомеры безинерционны, поэтому могут быть  использованы при измерении быстроменяющихся потоков. Класс точности:  1,0-2,5.