Ротаметр
Ротаметр – это прибор, измеряющий объемный расход жидкости в закрытой трубке. [1]
Он принадлежит к классу расходомеров, называемых расходомерами переменной площади , которые измеряют скорость потока, позволяя изменять площадь поперечного сечения, через которое проходит жидкость, вызывая измеримый эффект. [2]
История
[ редактировать ]Первый счетчик переменной площади с вращающимся поплавком был изобретен Карлом Купперсом (1874–1933) в Аахене компанию « Deutsche Rotawerke GmbH в 1908 году. Это описано в немецком патенте 215225. Феликс Мейер основал в Аахене », осознавая фундаментальную важность этого. изобретение. Они усовершенствовали это изобретение, применив новую форму поплавка и стеклянной трубки. Кюпперс изобрел специальную форму внутренней части стеклянной трубки, обеспечивающую симметричный масштаб потока.
Торговая марка Rotameter зарегистрирована британской компанией GEC Elliot Automation, Rotameter Co. Во многих других странах торговая марка Rotameter зарегистрирована компанией Rota Yokogawa GmbH & Co. KG в Германии, которая сейчас принадлежит Yokogawa Electric Corp.
Описание
[ редактировать ]Ротаметр состоит из конической трубки, обычно изготовленной из стекла, с «поплавком» (фигурным грузом, изготовленным из анодированного алюминия или керамики), внутри которого поднимается сила сопротивления потока и опускается вниз под действием силы тяжести. Сила сопротивления для данной жидкости и поперечного сечения поплавка является функцией только квадрата скорости потока, см. уравнение сопротивления . [3]
Более высокий объемный расход через данную область увеличивает скорость потока и силу сопротивления, поэтому поплавок будет выталкиваться вверх. Однако, поскольку внутренняя часть ротаметра имеет конусообразную форму (расширяется), площадь вокруг поплавка, через которую течет среда, увеличивается, скорость потока и сила сопротивления уменьшаются до тех пор, пока не наступит механическое равновесие с весом поплавка.
Поплавки изготавливаются самых разных форм, наиболее распространенными являются сферы и эллипсоиды. Поплавок может иметь диагональные канавки и частично окрашенный таким образом, чтобы он вращался в осевом направлении при прохождении жидкости. Это показывает, застрял ли поплавок, поскольку он будет вращаться только в том случае, если он свободен. Показания обычно снимаются в верхней части самой широкой части поплавка; центр эллипсоида или вершина цилиндра. Некоторые производители используют другой стандарт. [3]
«Поплавок» не должен плавать в жидкости: он должен иметь большую плотность, чем жидкость, иначе он всплывет наверх, даже если потока нет.
Механическая природа принципа измерения обеспечивает устройство измерения расхода, которое не требует электрической энергии. Если трубка изготовлена из металла, положение поплавка передается на внешний индикатор через магнитную муфту. Эта возможность значительно расширила диапазон применения расходомера с переменным сечением, поскольку измерения можно наблюдать удаленно от технологического процесса или использовать для автоматического управления. [3]
Преимущества
[ редактировать ]- Ротаметр не требует внешней энергии или топлива, он использует только собственные свойства жидкости вместе с гравитацией для измерения скорости потока. [3]
- Ротаметр также является относительно простым устройством, которое можно массово производить из дешевых материалов, что позволяет широко использовать его.
- Поскольку площадь проходного сечения увеличивается по мере продвижения поплавка вверх по трубке, масштаб приблизительно линейный. [2]
- Используется прозрачное стекло, обладающее высокой устойчивостью к термическому удару и химическому воздействию.
Недостатки
[ редактировать ]- Поскольку градуировка данного ротаметра зависит от способности жидкости или газа вытеснять поплавок, градуировка данного ротаметра будет точной только для данного вещества при данной температуре. Основным важным свойством является плотность жидкости; однако вязкость также может быть значительной. Поплавки идеально спроектированы и нечувствительны к вязкости; однако это редко можно проверить по спецификациям производителей. Можно использовать либо отдельные ротаметры для разных плотностей и вязкостей, либо несколько шкал на одном ротаметре. [1]
- Поскольку работа ротаметра зависит от силы тяжести, ротаметр должен быть ориентирован вертикально. Значительная ошибка может возникнуть, если ориентация значительно отклоняется от вертикали.
- Из-за прямой индикации потока разрешение относительно низкое по сравнению с другими принципами измерения. показаний Неопределенность ухудшается ближе к нижней границе шкалы. Колебания поплавка и параллакса могут еще больше увеличить неопределенность измерения. [1]
- Поскольку показания поплавка необходимо проводить через проточную среду, некоторые жидкости могут искажать показания. Для электронного измерения положения поплавка может потребоваться датчик.
- Ротаметры нелегко адаптировать для машинного считывания; хотя доступны магнитные поплавки, приводящие в движение толкатель за пределами трубки. [1]
- Ротаметры обычно не производятся размером более 6 дюймов/150 мм, но конструкции с байпасом иногда используются на очень больших трубах. [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д РКБейкер. Справочник по измерению расхода: промышленные образцы, принципы работы, характеристики и применение. (2016) 790 стр. ISBN 110704586X , ISBN 9781107045866
- ^ Jump up to: а б с Бродки, Роберт С.; Херши, Гарри К. (2003), Транспортные явления: единый подход , Brodkey Publishing (McGraw Hill), стр. 471–476, ISBN 0-9726635-8-4
- ^ Jump up to: а б с д Флоу Р. Миллер, Справочник по измерительной технике. 1168 стр. Макгроу-Хилл Образование; (1996), ISBN 0070423660 , ISBN 9780070423664
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Rota Yokogawa GmbH & Co. KG: измерительные приборы ротаметра
- Rota Yokogawa GmbH & Co. KG: История компании основателя Rotameter
- eFunda: Введение в расходомеры с переменным сечением
- KROHNE: Принцип измерения
