Инструменты

Редуктор с ротаметром для аргона

06.02.2020

Ротационный расходомер

В измерительной камере ротационного расходомера находятся два ротора, расположенные поперек потока и соединенные шестернями так, что одним краем каждый ротор касается стенки камеры, а противоположным – другого ротора. При поступлении воздуха роторы под его напором приходят в движение и начинают обкатываться друг по другу, отсекая определенные порции газа так, что каждый оборот соответствует определенному объему. Счетчик посредством механической передачи фиксирует число вращений роторов, а затем это значение переводится в значение объема.

Данные расходомеры имеют широкий диапазон, низкую погрешность и высокую стабильность, однако крайне восприимчивы к загрязнению, имеют подвижные части и могут использоваться только для относительно малых диаметров.

Принцип работы ротаметра

Принцип работы ротаметра с оптическим датчиком положения поплавка показан на Рис.4.

Корпус ротаметра 1 с переменным сечением изготовлен из стекла или прозрачного пластика, выдерживающего давление потока.
Поплавок 2 должен быть изготовлен из плотного вещества (например, металла), исключающего возможность всплытия в измеряемом веществе. При воздействии сильного магнитного поля поплавок изготавливают из немагнитных материалов (керамики или пластмассы).

Рис. 4

С одной стороны ротаметра размещается источник света 3,
лучи которого проходят через рассеиватель 4. Внешнее освещение не должно быть соизмеримо с яркостью источника света ротаметра во избежание ошибок считывания положения.
Собирающая линза 5 располагается с противоположной стороны ротаметра.
Изображение линзы фокусируется на вращающемся зеркале 6. Вращение линзы создается синхронным мотором с известным числом оборотов в минуту.
Отраженное изображение поступает на фотодетектор 8
через ограничивающую планку 7.
На электронный переключающий триггер 9 поступает сигнал открытия от мотора, когда он начинает вращение зеркала.
Фотодетектор через усилитель-компаратор 10 сбрасывает триггер, когда оптическая система обнаружит темный поплавок на светящемся экране.
Триггер 9 разрешает поступление тактовых импульсов,
открывая логический ключ 11.
Счетчик 12 подсчитывает количество импульсов, поступивших до момента сброса схемы фотодетектором.
Количество импульсов, пропорциональное высоте подъема поплавка, отображается индикатором 13.

Очевидными преимуществами ротаметров является простота всей конструкции, несложная технология изготовления. Для процесса измерения не требуется внешнего источника энергии. Оболочка ротаметра позволяет безопасно получать показания объемного расхода агрессивных и высокотемпературных веществ. Высота подъема поплавка практически линейно зависит от измеряемого объема, что упрощает дальнейшее преобразование измерений.

К недостаткам ротаметрических расходомеров можно отнести обязательно вертикальное расположение прибора(так как с процессом измерения связана сила тяжести поплавка), влияние на точность показаний величины вязкости жидкости (впрочем,некоторые фирмы изготавливают ротаметры, откалиброванные по расходу конкретного вещества заказчика) и в случае визуального считывания информации – возможность ошибки.

На точность показания прибора может влиять вибрация, поэтому рекомендуется применять ротаметры в неподвижных системах. Температура также сильно влияет на объем газов, что приводит к увеличению погрешности прибора.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Измерение по перепаду давления

Чаще всего данный способ предполагает использование диафрагмы. В этом случае в трубопроводе для сужения потока устанавливается диафрагма, обычно представляющая собой пластину с отверстием в середине. Давление проходящего через диафрагму газа падает, при этом разница давлений до сужения и после него пропорциональна скорости, а значит и расходу проходящего газа. Используя дифференциальные датчики давления, можно узнать разницу давлений и перевести эти значения в значение расхода.

Еще одним прибором, использующим перепад давления для измерения расхода, является труба Вентури. В этом устройстве сужение и расширение трубопровода происходят постепенно. Труба представляет собой два усеченных конуса, соединенных узкими концами. При этом конус расширения имеет большую длину, чем конус сужения.

Подвидом трубы Вентури можно считать измерительное сопло, в котором, присутствует конус сужения, но в отличие от трубы Вентури, отсутствует расширяющаяся часть. Данный прибор используется в случае, если турбулентность потока крайне высока.

Также существуют расходомеры, в которых сужение потока создается при помощи клинового ограничителя. В остальном данные расходомеры аналогичны прочим приборам, использующим принцип измерения по перепаду давления.

Преимуществом данных расходомеров является достаточно высокая точность измерения, а также не столь значительное повышение стоимости при увеличении диаметра трубопровода. Основным недостатком же является то, что установленная диафрагма вызывает значительные потери напора проходящего по трубопроводу газа. Труба Вентури создает гораздо меньшие потери, чем диафрагма, однако является достаточно габаритной и дорогой. Кроме этого данные расходомеры плохо применимы при небольших значениях расхода.

На следующем графике можно увидеть значения потерь давления для разных типов сужающих устройств:

Продолжение:

Подобрать расходомер, подходящий для решения Вашей задачи, можно в каталоге продукции или обратившись к нашим техническим специалистам.

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.

Устройство ротаметра

Устройство ротаметра для визуального считывания информации, показано на Рис. 2.

Поплавок выполнен в виде цилиндра с обтекаемой формой. Верхняя часть поплавка содержит косые вырезы. Благодаря им набегающий поток заставляет вращаться и занимать устойчивое положение поплавок по принципу гироскопа, тем самым избегая трения о боковые стенки цилиндра. Показания считываются по верхнему срезу индикатора.

Рис. 2

Металлические ротаметры (Рис. 3) включают в себя металлическую трубу с переменным сечением 1, внутри которой располагается поплавок 2 с закрепленным на нем постоянным магнитом 3. Под воздействием постоянного давления (например, протекающей жидкости) поплавок занимает определенное положение, определяемое равными величинами силы тяжести с одной стороны и силы Архимеда и давления – с другой стороны. Также ферромагнитная шайба из стали закреплена на стрелке указателя расхода. Под воздействием магнита поплавка возникает отклонение стрелки. Шкала размечена под определенную жидкость или газ. Такие ротаметры в автоматизированных системах снабжены преобразователем угла поворота в напряжение или в цифровую форму.

Рис. 3

Принцип работы ротаметра

Газообразная или жидкая среда поступает через входное отверстие в донной части ротаметра, движется вверх через колбу, а затем покидает прибор через выходное отверстие в верхней части. Результатом направленного вверх движения среды в конусообразной колбе является перемещение поплавка. Для того, чтобы поплавок перемещался в строго вертикальном направлении: вверх и вниз, монтаж ротаметра должен осуществляться в вертикальном исполнении. Для того, чтобы поплавок не выходил из колбы в верхней и донной ее частях устанавливаются стопорные устройства, такими устройствами могут быть пластмассовые или металлические фиксаторы. В качестве направляющего устройства для поплавка вдоль стенок внутри колбы проходят стеклянные или пластмассовые кромки, или ребра, которые предотвращают отклонение, переворачивание или заклинивание поплавка в колбе.

Обычно у ротаметра имеется шкала для снятия показаний о количестве движущейся среды. Шкала может быть выгравирована на самой колбе или же на какой-нибудь полоске, находящейся рядом с колбой. Шкала откалибрована в единицах измерения расхода потока, в кубических метрах, например. Фактическое показание изменяется в соответствии с изменением положения поплавка относительно шкалы.

Технические характеристики и документация на ротаметры

GR-065

Без выходного сигнала (только визуальная индикация)

Подключение к процессу: Внутренняя резьба 1/8» NPT Предел измерения, л/мин: 0,002…43,3 Предельное давление, бар / Температура среды измерения, °C: 12 / -20…+ 90 Материал / Среда измерения: Нержавеющая сталь, стекло / Вода, газы

Документация на сайте производителя