Содержание материала
Устройство и работа ротаметра
Принципиальная схема ротаметра показана на рисунке.
Поплавок расположен в конической трубе. Жидкость или газ протекает в зазоре между трубой и поплавком.
Чем меньше зазор между поплавком и трубой, тем выше будут потери, а значит и перепад давления в этом зазоре. Уравновешенное состояние поплавка будет наблюдаться в том случае, когда вес поплавка будет уравновешен давлением, действующим на его нижнюю поверхность.
Составим уравнение сил, действующих на поплавок:
- mg+р×А=(р+Δp)×А
- mg=Δp×А
При увеличении расхода перепад на установленном ранее зазоре увеличится, это заставит поплавок перемещаться вверх. При движении вверх перепад давления будет падать, поплавок остановится в уравновешенном состоянии в тот момент когда сила тяжести вновь будет уравновешена силой давления.
Для измерения расхода на коническую трубку наносится шкала. Положение поплавка относительно шкалы будет указывать на величину расхода жидкости или газа.
Поплавок проектируется таким образом, чтобы при обтекании газом (жидкостью) он принимал устойчивое положение в конической трубе.
Точность измерения расхода ротаметром достигает 1 — 2%.
Видео
Разновидности ротаметров
Ротаметры как средства измерения расхода предназначены не только для измерения расхода воды. Так же они измеряют расход различных жидкостей, газа, и других сред.
Существует несколько разновидностей ротаметров, не считая пластиковых ротаметров для воды:
- Стеклянный ротаметр. В стеклянных ротаметрах шкала наносится на трубку снаружи. Шкала может быть выражена в различных единицах. Например, в процентах от давления, миллиметрах, и других единицах.
- Ротаметр с металлической трубкой. Обычно такие ротаметры используются для измерения расхода в системах с избыточным давлением в пределах 7 Мпа.
Как правило материал корпуса ротаметра и поплавка зависит от того в какой среде он будет применяться. Ведь агрессивные среды так же требуют измерения расхода.
Мембранный расходомер
Это одни из наиболее простых приборов измерения расхода. Принцип их работы основан на перемещении мембран измерительных камер по мере поступления в них газа. Впуск и выпуск газа вызывает движение стенок камер, что в свою очередь приводит в движение счетный механизм. Число сокращений и расширений камер при этом пропорционально объему проходящего через прибор газа.
Данные приборы обладают широким диапазоном и относительно недороги, однако из-за невысокой точности, неустойчивости к повышенному давлению и невозможности измерения больших расходов, они являются практически неприменимыми в промышленной сфере.
Принцип работы ротаметра
Прибор монтируется лишь на вертикальные трубопроводы, поток среды в которых направлен снизу вверх. Перемещающееся по трубам вещество попадает на специальные бороздки поплавка, расположенные в верхней части, и заставляет его вращаться и передвигаться вверх или вниз – направление зависит от интенсивности расхода.
Устойчивое положение поплавок занимает тогда, когда сила потока становится равной силе действующей на перемещающийся по конической трубке элемент гравитации (иначе: когда вес поплавка, приходящийся на единицу площади поперечного сечения, становится равным перепаду давления). Такое «уравновешивание» возможно благодаря устройству прибора: величина зазора, по которому проходит поток среды, изменяется в зависимости от того, какое положение занимает поплавок в конической трубке.
В момент установившегося равновесия снимаются показания прибора – верхний срез поплавка указывает на градуировочной шкале величину, соответствующую расходу вещества.
Недостатки ротаметров:
- Возможный монтаж исключительно в вертикальном положении.
- Фактически невозможно применение устройств в автоматизированной системе.
- Возможно использование для измерения расхода потока только прозрачных веществ.
- Расположение поплавка находится в зависимости от плотности потока, интенсивности расхода и температуры (градуировка шкалы при применении ротаметра с вязкими веществами очень трудоёмкая работа).
Указанные преимущества определили широкое применение ротаметров во многих отраслях промышленности, при этом их не стоит применять там, где существует сильная вибрация. Устройства используются для определения малых объемных расходов жидкого потока (от 0,002 до 70 м3/ч) или газа (от 0,05 до 600 м3/ч) в трубах диаметром 0,3…15 см.
Технические характеристики и документация на ротаметры
VL
Визуальная индикация + выходной сигнал: герконовый замыкающий контакт
Подключение к процессу: Внутренняя резьба G 1/2…1»Предел измерения, л/мин: 0,1…50Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 / -20…+ 100Материал / Среда измерения: Латунь, нержавеющая сталь / Вода; Масло, газы и агрессивные среды по запросу
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
GK
Без выходного сигнала ( опционально: герконовый замыкающий контакт)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба Rp 3/8 … 1» или приклеиваемая муфта Ø 16 … 32 ммПредел измерения, л/мин: 2…650Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 или 15 / -20…+ 60 (100)/ или +5…+ 60Материал / Среда измерения: Ковкий чугун или пластик / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
GKL
Без выходного сигнала ( опционально: герконовый замыкающий контакт)
Подключение к процессу: Внутренняя резьба Rp 1…2» или приклеиваемая муфта Ø 32…63 ммПредел измерения, л/мин: 1,3…4150Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 10 или 15 / -20…+ 60 (100 или +5…+ 60)Материал / Среда измерения: Ковкий чугун или пластик / Вода, газы
Документация на сайте производителя
на английском >> на немецком >>
Примечание: ГОСТ-сертификаты на компоненты для гидравлических и пневматических линий фирмы HONSBERG в наличии!
Ротаметры для газов
Такие приборы обязательны для применения в постах газовой сварки или резки, в которых применяются углекислотные редукторы (а для аргона – аргоновые редукторы).
При давлении газа более 6 МПа корпус газового ротаметра – металлический: это обязательно, ввиду опасности утечек. В корпусе газового ротаметра электромагнитного типа располагаются:
- поплавок;
- магнит;
- шайба из ферромагнитного материала (для исключения возможных искажений в показаниях);
- стрелочный измеритель;
- указатель-преобразователь.
Способ вывода информации зависит от назначения ротаметра. Если прибор является частью автоматизированной системы, то показания выводятся на цифровой индикатор или экран. Для технологических процессов сварки достаточно определять расход по отсчётной шкале, которая может иметь прямолинейную, угловую или дуговую форму. Шкала закрывается прозрачным ударопрочным пластиком или стеклом.
Выбор материала поплавка определяется условиями использования ротаметра. Например, в условиях действия сильных электромагнитных полей поплавок изготавливается из низкопористой высокопрочной керамики, в иных случаях допустимо применять газовые ротаметры с поплавками, изготовленными из нержавеющей стали.
Преимущественное применение газовых ротаметров с электромагнитным усилением сигнала обусловлено минимальными потерями давления, отсутствием трущихся элементов, отсутствием инерционности получаемых показаний, компактностью и хорошей точностью измерения расхода газа.
Магнитные ротаметры (с металлическим корпусом)
Успешно используется там, где нельзя применить ротаметры с колбой из стекла или пластмассы. Например, их можно использовать для измерений расхода потока темных жидкостей, в которых невозможно увидеть поплавок, таких как: чернильная паста или красители. Ротаметры с металлическим корпусом используются также в системах с высоким давлением и температурой, поскольку металл прочнее стекла или пластмассы.
Работает он также, как и ротаметр со стеклянной или пластмассовой колбой, за исключением того, что у ротаметра с металлической колбой для получения показаний о высоте поплавка имеется специальный механизм.
