Для измерения расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве применяются дифференциальные манометры (дифманометры), принцип действия которых был рассмотрен ранее. По способу выдачи измерительной информации дифманометры подразделяют на покрывающие и самопишущие.
Дифманометры могут изготавливаться с дополнительным устройством для сигнализации, регулирования, интегрирования расхода, преобразования и передачи пневматического или электрического сигнала, а также для измерения и записи давления или температуры.
Верхние пределы измерений дифманометров-расходомеров должны соответствовать предельным номинальным перепадам давления. Устанавливают верхний предел измерений дифманометра по заданному наибольшему измеряемому расходу.
Нижние пределы измерений дифманометров-расходомеров должны составлять не менее 30 % верхних пределов измерений.
Рисунок 2.5 – Расходомеры обтекания
В расходомерах постоянного перепада давления, называемыми расходомерами обтекания, чувствительным элементом (рис. 2.5) является тело, воспринимающее динамическое давление обтекающего его потока. Принцип действия таких расходомеров заключается в том, что при движении измеряемой среды снизу вверх чувствительный элемент (поплавок) перемещается, изменяя площадь проходного отверстия до тех пор, пока вертикальная составляющая силы, действующей на поплавок, не уравновесится его весом. При этом разность давлений на чувствительный элемент (перепад давления по обе стороны поплавка) остается практически постоянной. Таким образом, противодействующей силой в расходомерах этого вида является сила тяжести чувствительного элемента, выполняемого в виде поплавка.
Расходомер постоянного перепада давления с поплавком, перемещающимся вдоль длинной конической трубки, называется ротаметром. Трубка ротаметров для местного измерения расхода выполняется из стекла и значение расхода отсчитывается непосредственно по шкале, нанесенной на ее стенке (ротаметры типа РС и РМ). У ротаметров с дистанционной передачей поплавок связан с передающим преобразователем (ротаметры типа РЭ, РЭВ).
Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на законе электромагнитной индукции, по которому наведенная в проводнике электродвижущая сила (э. д. с.) пропорциональна скорости его движения в магнитном поле. Таким движущимся в магнитном поле проводником является электропроводная жидкость, протекающая через первичный электромагнитный преобразователь расхода, установленный в трубопроводе. Измеряя э. д. с., наведенную в электропроводной жидкости, которая при своем движении пересекает магнитное поле первичного преобразователя, можно определить среднюю скорость текущей жидкости, а вместе с тем и объемный расход.
Рисунок 2.6 - Электромагнитный расходомер типа ИР
Магнитное поле электромагнитного расходомера типа ИР (рис. 2.6, а) внутри участка трубы, выполненной из немагнитного материала и покрытой изнутри электроизоляционным слоем, создается электромагнитом. В пересекающей магнитное поле жидкости наводится э. д. с. В одном поперечном сечении трубопровода диаметрально противоположно установлены два электрода. Снимаемая с них разность потенциалов подается на вход промежуточного преобразователя, где преобразуется в выходной сигнал, пропорциональный измеряемому расходу.
Электромагнитные расходомеры могут применяться на жидкостях с удельной электрической проводимостью не менее 103 См/м. Отсутств ие в измерительном канале каких либо сужающих устройств и движущихся деталей позволяет измерять расходы как однородных жидкостей, так и пульп, твердая фаза которых не содержит ферромагнитных частиц.
Для измерения расхода загрязненных жидкостей и пульп применяются также расходомеры щелевые переменного уровня со сливом типа ЩРП. Принцип их действия (рис. 2.6, б) основан на зависимости уровня жидкости над житной стенкой от ее объемного расхода.
Расходомер состоит из расходомерной емкости и уровнемера, являющегося измерительным преобразователем расхода. К расходомерной емкости пульпа подводится по патрубку, а отводится в сливную коробку через отверстие. Для измерения высоты пульпы в расходомерах переменного уровня используются поплавковые, пьезометрические и электроконтактные уровнемеры.