Что такое расходомер и зачем он нужен
Расходомер — это специальный прибор, предназначенный для измерения расхода жидкостей, газов или сыпучих материалов. В современной промышленности существует более 20 различных методов измерения расхода, каждый из которых имеет свои особенности и область применения.
Основные типы расходомеров по принципу действия
Все расходомеры можно классифицировать по принципу их работы. Основные категории включают: приборы переменного перепада давления, постоянного перепада давления, тахометрические, электромагнитные, переменного уровня, тепловые, вихревые, акустические, резонансные, оптические, ионизационные, меточные и другие.
Расходомеры переменного перепада давления
К этой группе относятся дифманометры, которые работают на основе перепада давления, создаваемого сужающими устройствами в трубопроводе. Такими устройствами могут быть диафрагмы, сопла или трубы Вентури. Когда поток проходит через сужение, возникает разница давлений, которая пропорциональна расходу среды.
Расходомеры постоянного перепада давления
Эти приборы поддерживают постоянный перепад давления за счет изменения площади проходного сечения. Типичными представителями являются ротаметры с поплавком или поршнем. Недостатком таких систем является необходимость использования высокочувствительных электронных манометров для точных измерений.
Тахометрические расходомеры
Принцип работы основан на зависимости скорости движения чувствительного элемента (например, турбины или шарика), помещенного в поток, от расхода вещества. Чем выше скорость потока, тем быстрее вращается или движется элемент.
Электромагнитные расходомеры
Предназначены для измерения скорости и расхода электропроводящих сред. Их работа основана на законе электромагнитной индукции: при движении проводящей жидкости в магнитном поле возникает ЭДС, пропорциональная скорости потока. Основной элемент — участок трубопровода из немагнитного материала с двумя электродами, снаружи которого расположена магнитная система. Важное ограничение — невозможность измерения непроводящих сред.
Расходомеры переменного уровня
Применяются для измерения расхода загрязненных жидкостей, таких как известковое молоко или диффузионный сок. Принцип действия основан на зависимости уровня жидкости в сосуде от расхода при ее свободном истечении через калиброванное отверстие в дне или боковой стенке.
Вихревые расходомеры
Работают на основе зависимости частоты колебаний давления, возникающих при образовании вихрей в потоке, от расхода среды. Вихри создаются специальным телом, помещенным в поток.
Акустические расходомеры
Используют зависимость акустических эффектов в потоке от его скорости. Особенно полезны для агрессивных и загрязненных сред благодаря бесконтактному методу измерений. К преимуществам также относятся безынерционность, отсутствие потерь давления и движущихся частей в потоке.
Тепловые расходомеры
Действуют на основе теплового воздействия на поток вещества. Подразделяются на три основных типа:
- Калориметрические: измеряют разность температур потока до и после нагрева или охлаждения внешним источником энергии.
- Расходомеры теплового слоя: работают на разности температур по обе стороны пограничного слоя.
- Термоанемометрические: основаны на зависимости количества тепла, отдаваемого нагретым телом, помещенным в поток, от массового расхода вещества.
Наиболее распространенные типы расходомеров
Наибольшее распространение в промышленности получили расходомеры переменного и постоянного перепада давления. Среди тахометрических приборов широко применяются турбинные, шариковые и камерные модели. Также активно используются вихревые и акустические расходомеры благодаря своей надежности и широкому диапазону измеряемых сред.