Ротаметр

Ротаметр (поплавковый расходомер) — это прибор для измерения расхода жидкостей и газов. Он относится к категории расходомеров переменного сечения.

Принцип действия

Расход жидкости или газа можно измерять и при постоянном перепаде давлений. Для сохранения постоянного перепада давления при изменении расхода через сужающее устройство необходимо автоматически изменять площадь его проходного сечения. Наиболее простой способ — автоматическое изменение площади проходного сечения в ротаметре.

Ротаметр представляет собой вертикальную конусную трубку, в которой находится поплавок. Измеряемый поток, проходя через ротаметр снизу-вверх, создает перепад давления до и после поплавка. Этот перепад давления, в свою очередь создает подъемную силу, которая уравновешивает вес поплавка. Если расход через ротаметр изменится, то изменится и перепад давлений. Это приведет к изменению подъемной силы и, следовательно, к нарушению равновесия поплавка. Поплавок начнет перемешаться. А так как трубка ротаметра конусная, то при этом будет изменяться площадь проходного сечения в зазоре между поплавком и трубкой, в результате произойдет изменение перепада давлений, и, следовательно, и подъемной силы. Когда перепад давлений и подъемная сила снова вернутся к прежним значениям, поплавок уравновесится и остановится. Таким образом, каждому значению расхода через ротаметр Q соответствует определенное положение поплавка. Так как для конусной трубки площадь кольцевого зазора между ней и поплавком пропорциональна высоте его подъема, то шкала ротаметра получается равномерной.

Положение поплавка в потоке определяется тремя силами:

• Сила тяжести (G) — тянет поплавок вниз.
• Архимедова сила (Fa) — поднимает поплавок за счёт вытесненного объёма жидкости или газа.
• Подъёмная сила потока (Fr) — зависит от формы поплавка, скорости потока и зазора между поплавком и стенками трубки.

Устойчивое положение поплавка будет достигнуто, когда будет выполнено следующее равенство:

Fg = Fa + Fr

Стеклянные и металлические ротаметры

Стеклянные ротаметры подходят для измерения расхода прозрачных сред при небольшом давлении и температуре. Конусная трубка в таких приборах выполнена из стекла или прозрачного пластика, что позволяет непосредственно наблюдать за положением поплавка. Они чаще всего применяются в лабораториях и неагрессивных средах. Преимущества: простота, наглядность, низкая стоимость. Недостатки: хрупкость, ограниченная температура и давление.

Металлические ротаметры (например, из нержавеющей стали) предназначены для измерения больших расходов агрессивных сред с высокой температурой при большом давлении. Поскольку конусная трубка в таком случае непрозрачна, требуется использование магнитной связи или других методов индикации.

Для дистанционного измерения положения поплавка в металлическом ротаметре используют промежуточные преобразователи линейного перемещения в унифицированный электрический или пневматический сигнал.

Магнитная связь и выносная индикация

В металлических ротаметрах в поплавок и индикаторную стрелку встроен магнит. В результате движение поплавка передаётся стрелке через магнитную связь. Данное решение позволяет полностью изолировать индикаторный узел от измеряемой среды.

Горизонтальны монтаж ротаметров

Поскольку в качестве уравновешивающей силы в ротаметрах выступает сила притяжения, они должны быть установлены вертикально.

Но существуют модели, предназначенные для горизонтального монтажа. В них в качестве уравновешивающей силы выступает натяжение прижимной пружины или магнитные силы. Для исключения заклинивания в трубке применяются специальная форма поплавка и направляющие.

Особенности:

• Простота конструкции и надёжность: нет подвижных частей подверженных сильному износу.
• Низкая стоимость в сравнении с другими типами расходомеров.
• Наглядность результатов измерения. Особенно для стеклянных моделей.

Влияние на точность измерения:

• Для классических ротаметров даже небольшое отклонение в 2-3 градуса от вертикали приводит к снижению точности.
• Изменение параметров контролируемой среды. Изменение плотности и вязкости для жидкостей, в особенности давления и температуры для газов приведёт к ошибкам измерения.
• Необходимо исключить образование отложений и загрязнений на поплавке и трубке, поскольку они изменяют конфигурацию измерительного элемента.
• Чувствительность к наличию пузырьков в жидкости, скачкам давления и расхода. Всё это мешает стабилизации поплавка.

Ознакомиться с предлагаемыми к поставке моделями ротаметров вы можете на странице металлические ротаметры.

Уточнить текущую цену и купить ротаметры Вы можете, обратившись к нам по контактным координатам, указанным на странице Контакты.