Мавзу: Босимлар фарқи ўзгарувчан сарф ўлчагичлар. Босимлар фарқи ўзгармас сарф ўлчагичлар. Сатҳ ўзгаришига асосланган сарф ўлчагичлар

2.11-расм. Қалқовичли ротаметр схемаси.

Конуссимон найчадаги ҳалқанинг кесим юзи баландликка пропорционал ўзгаради. Пастдан юқорига ўтадиган суюқлик ёки газ оқими томонидан қалқовичга кўрсатиладиган кучлар мувозанатлашгунча уни юкорига кўтаради. Кучлар мувозанатлашганда қалқович маълум баландликда тўхтайди, бу эса сарф миқдорини кўрсатади. Қалқовичнинг иш ҳолатидаги, яъни ўлчанаётган муҳитга батамом чўккан пайтидаги оғирлиги

(2.38)
бу ерда G_қ — қалқовичнинг оғирлиги, кг; V_қ — чалқович ҳажми, м³; j_қ — қалқович тайёрланган материалнииг солиштирма оғирлиги, кг/м³; j — ўлчанаётган муҳитнинг солиштирма оғирлиги, кг/м³.
Бу ҳолда қалқовичнинг оғирлик кучи пастга қаратилган.
Қалқовичнинг оғирлиги юқорига йўналган оқим кучи билан мувозанатлашади:
(2.39)
бу ерда Р₁ ва Р₂ —муҳитнинг қалқовичдан олдинги ва кейинги босими, Па; f_о — диаметри энг катта жойдаги қалқович кесимининг юзи, м².
Қалқовичнинг муҳитнимг ўзгармас оқимига моc бўлган мувозанат ҳолатидаги оғирлик кучи ва итарувчи куч ўртасидаги тенглик қуйидагича:
(2.40)
Бу ҳолда ишқаланиш кучи эътиборга олинмайди; (2.40) тенглама асосида қалқовичдаги босимлар фарқи:
(2.41)
∆Р —босимлар фарқи, Па.
(2.41) тенглама босимлар фарқининг қалқович ҳажмига, кесим юзига, қалқович ва муҳитнинг солиштирма оғирликларига, яъни ўлчаш процессида ўзгармайдиган катталикларга боғлиқлигини кўрсатади. Демак, сарф ўлчанаётгандаги босимларфарқи ўзгармас. Ўлчанаётган муҳитнинг конуссимон найча деворлари ва қалқович орасидаги ўтиш тезлиги:
(2.42)
бу ерда v — ўтиш тезлиги, м/с (2.42) тенгламадан
(2.43)
(2.41) ва (2.43) тенгламаларни тенглаштирсак, оралиқ оқим тезлигига эга бўламиз:
(2.44)
Оқимнинг ҳалқа оралиғидаги тезлиги ва унинг юзаси маълум бўлгач, ўлчанаётган муҳитнинг ҳажмий сарфини аниқлаш мумкин:
(2.45)
бу ерда Q — ўлчанаётган муҳитнинг ҳажмий сарфи, м³/соат;
α — сарф коэффициенти, бу тажрибада олинган катталик бўлиб, суюқликнинг қалқовичга ишқаланиш таъсирини, муҳит уюрмаси ҳосил бўлгандаги босим сарфини назарда тутади. Илдиз остидаги катталиклар ўзгармас бўлгани учун уларни К коэффициент билан алмаштириш мумкин:
Унда
Q_ҳ=α F К. (2.46)
Бу боғланиш чизиқли бўлгани сабабли ротаметрнинг шкаласи тенг бўлинмали бўлади. Ротаметрларнинг сарф коэффициент α ни аналитик усулда аниқлаш қийин бўлган бир қатор катталикларга боғлиқ. Шунинг учун ҳар бир ротаметр тажриба йўли билан даражаланади. Сарф тенгламасига кирган барча катталиклар даражаланиш шартларига мувофиқ бўлгандагина шкаланинг бу тарзда даражаланиши аниқ бўлади. Қалқовичдинг устки қисми қия кесиклар тарзида ишланади, шу сабабли қалқович вер­тикал ўқ атрофида айланади (2.11- расм). Қалқович найча ичида унинг деворларига тегмай айланади, бунда унинг сезгирлиги ошади.
Лаборатория ва саноатда шиша (сарфни жойида ўлчайдиган) ва металл корпусли (кўрсатишларни масофага узатадиган) ротаметрлар чиқарилади. Металл корпусли ротаметр­лар шкаласиз ўлчов асбобидир.
2.12- расмда шиша найчали рота­метрнинг тузилиш схемаси кўрсатилган. Бу асбоб корпус 5 га устунлар 4 ёрдамида ўрнатилган конуссимон найча 2 дан иборат. Найча ичида пастдан юқорига оқадиган суюқлик ёки газ оқими таъсирида вертикал ҳаракат қилувчи қалқович 1 бор. Асбобнинг шкаласи 3 бевосита найча устида (чизиш йўли билан) даражаланади. Ҳисоблашлар қалқовичнинг устки горизонтал текислиги бўйича олиб борилади.
Шиша конуссимон найчали рота­метрлар сув бўйича 3000 л/соат ва ҳаво бўйича 40 м³/соат ўлчов чегарасига; 0,6 МПа(6 кгк/см²) гача иш босимига мўлжалланган.
2.13-расмда кўрсатишларни масофага электр дифферен­циал трансформатор орқали узатадиган ротаметр схемаси келтирилган. Ротаметрнинг ўлчаш қисми диафрагма 2 ли цилин­дрик металл корпус 1 дан иборат (12 х 18 Н9Т маркали пўлат).
Диафрагма 2 тешигида шток 4 га бикир қилиб ўрнатилган конуссимон қалқович 5 ҳаракат қилади. Штокнинг устки қисмида дифференциал трансформаторли ўзгартгичнинг ўзаги 5 ўрнатилган. Ўзак найча 6 ичида жойлашган, найча ташқарисида эса ўзгартгичнинг ғалтаги 7 бор.
Шкаласиз ротаметрлар кўрсатувчи ёки қайд қилувчи иккиламчи дифференциал-трансформаторли асбоб таркибида ишлатилади. Ротаметрлар ортиқча иш босими таъсиридаги муҳит сарфини ўлчаш учун (6,27 МПа) чиқарилади. Бу асбоблар каттароқ ортиқча босимларга ҳам мўлжаллаб чиқарилади (ГОСТ 13045 — 81). Бундан ташқари, ўзгармас 0.... 5 мА токли чиқиш сигнали билан ишлайдиган ротаметрлар ҳам мавжуд (ГОСТ 13045 — 81). Уларнинг сув бўйича ўлчаш чегараси 16000 л/соат.
Портлаш ва ёнғин хавфи бор жойларда кўрсатишларни масофага пневматик узатадиган ротаметрлар ишлатилади. Бундай ротаметрнинг принципиал схемаси 2.14-расмда кўрсатилган. Бу ротаметрнинг ўлчаш қисми конуссимон қалқович 1, диафрагма 2 ва 12X18 Н9Т маркали пўлатдан

ишланган цилиндрик металл найча 3 дан ибораг. Қалқович конуссимон трубка ичида ҳаракат қилувчи ротаметр моделлари ҳам мавжуд. Шток 4 да иккита цилиндрик магнит 5 бириктирилган. Бу магнитлар бир-бирига бир хил ишорали қутблари билан қаратилган. Магнитлар қалқович билан бирга найча 6 ичида силжийди. Найча эса магнитмас материалдан тайёрланади. Ташқаридан найча ричаг 8 га ўрнагилган магнит 7 билан ўралган. Цилиндрик магнитлар 5 билан ташқи магнит 7 магнитли муфтани ҳосил қилади. Қалқовичнинг магнит муфта ва ричаг 8 ёрдамида ҳаракатланиши ўлчанаётган сарф миқдорини шкала 10 да жойлашган кўрсатувчи стрелка 9 га узатади. Масофага пневматик узатиш механизми компенсация схемаси асосида ишлайдиган ўзгартгичдан иборат. Ўлчаш системасидаги тебранишларни камайтириш учун демпферловчи қурилма 28 ишлатилади, Пневмо узатишли ротаметрларнинг серияли ишланадиган моделлари 6,27 МПа иш босимига мўлжалланган. Бу асбоблар билан (сув бўйича) 16 м³/соат гача сарфлар ўлчанади.