Что такое ротаметр?

Ротаметры входят в группу расходомеров постоянного перепада давления. Расходомеры данного типа 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; незначительных потерь давления; постоянства относительной погрешности и вследствие этого значительно­го диапазона измерения Qmax/Qmim = 10:1 (для расходомеров перемен­ного перепада он составляет 3:1).

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.

В настоящее время разработано и предложено несколько способов пересчета результатов опытных градуировок ротаметров, проводимых на воде или на воздухе, на реальные из­меряемые среды. Однако ни один из них не является универсальным и достаточно достоверным.

Как устроен ротаметр?

Принцип действия ротаметров основан на силовом взаимодействии потока и помещенного в него тела. Основными элементами ротаметра, принципи­ально необходимыми для его работы, являются расширяю­щаяся кверху (по ходу вертикального потока) коническая трубка 1 и заключенный в нее поплавок 2. Для визуально­го 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 не­обходимо 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. Поплавок будет подниматься до тех пор, пока его вес и вес связанных с ним элементом не уравновесит уменьшающееся (вследствие уменьшения скорости из-за увеличения проходного сечения) по мере подъема поплавка динамическое давление потока.