В. А. Никитин с. В. Бойко

Ротаметры. Общие сведения о ротаметрах /32/

Ротаметры относятся к группе расходомеров постоянного перепада давления. Их действие основано на изменении проходного сечения потока и высоты положения чувствительного элемента (поплавка, клапана) в зависимости от расхода протекающей среды. Чувствительный элемент находится в состоянии витания под действием гидродинамического напора и силы тяжести, при этом перепад давления по обе стороны элемента остается постоянным. Ротаметры широко распространены во многих отраслях промышленности благодаря их преимуществам: простоте конструкции, отсутствию трущихся деталей, надежности действия, возможности изготовления деталей из материалов, устойчивых к агрессивным средам, высокой чувствительности, постоянству относительной погрешности на всем диапазоне шкалы, сравнительно широкому диапазону измерений (1:5, 1:6). Ротаметры составляют около 10 % всех расходомеров для напорных потоков. По конструктивному исполнению ротаметры подразделяют на стеклянные с местным отсчетом (РМ) и металлические с электрическим (РЭ) или пневматическим (РП) выходным сигналом.

Основной измерительной частью ротаметров является ротаметрическая пара (поплавок - коническая трубка, поплавок - седло и т. п.). Различают три типа ротаметрических пар (рисунок 17.5).
Ротаметрическая пара первого типа состоит из измерительного конуса и поплавка. Такая конструкция применяется в стеклянных (рисунок 17.5 а) и металлических (рисунок 17.5 б) ротаметрах. Пара второго типа (рисунок 17.5 в) состоит из диафрагмы и поплавка. Такую пару применяют в металлических ротаметрах, например РЭ. Ротаметрическая пара третьего типа (рисунок 17.5 г) имеет поплавок кольцевой формы, размещенный в зазоре между внешним и внутренним конусами. Такие пары применяют в металлических ротаметрах для измерения больших (до 100 м³/ч) расходов жидкости.
Некоторые авторы, классифицируя расходомеры постоянного перепада давления, относят к ротаметрам только приборы с ротаметрической парой первого типа, а приборы с парами второго и третьего типов относят к поплавковым расходомерам. Такое деление представляется искусственным, так как принцип действия приборов один и тот же. В каталогах промышленной продукции все перечисленные модификации расходомеров называют ротаметрами.
В технической литературе, посвященной ротаметрам, приняты следующие основные термины: теоретический нуль ротаметра положение поплавка ротаметра, соответствующее нулевому расходу, Это несколько
условное понятие. Например, для ротаметров со стеклянной трубкой теоретический нуль - это такое положение поплавка, когда он перекрывает мысленно продолженный конус трубки; высота подъема поплавка h (см. рисунок 17.5 а) - расстояние от теоретического нуля до миделевого сечения поплавка; ход поплавка х - перемещение поплавка от нулевой отметки шкалы до рабочего положения поплавка при данном расходе (для ротаметров типа РМ) или от нижнего упора до рабочего положения (для металлических ротаметров);

поправка на высоту подъема поплавка
h₀  h  x
(см. рисунок 17.5 а).

а - пара первого типа в стеклянных ротаметрах; б - то же, в металлических; в - пара второго типа; г—пара третьего типа

Рисунок 17.5 - Схемы ротаметрических пар