На чем основан принцип действия ротаметров

На чем основан принцип действия ротаметров

Системы водоподготовки (очистки воды) из скважины и колодца являются неотъемлемой частью системы водоснабжения в частном доме и коттедже. Они устанавливаются для того, что бы получить на выходе воду с заданными параметрами.

Большую роль в системе фильтрации воды играет такой прибор как ротаметр для воды. О нем эта статья.

Назначение

Ротаметры для воды предназначены для измерения объемного расхода жидкости (воды). По сути это поплавковые расходомеры.

В системе водоподготвки ротаметр, или несколько ротаметров, необходимы для получения воды с требуемыми параметрами на выходе из системы. То есть.

Вода №1 с параметрами X выходит из фильтра-обезжелезивателя и поступает через ротаметр на узел подмеса.

Вода №2 с параметрами Y выходит из фильтра-умягчителя и подается, проходя через ротаметр на узел подмеса.

Зная скорость потока воды №1 и воды №2 (регулируются вентилем – измеряются ротаметром), а так же параметры вод можно с помощью узла подмеса получать воду с необходимыми значениями. Например, на выходе нужна вода — 1 градус жесткости.

Большинство бюджетных ротаметров имеют требования к качеству воды:

Устройство и принцип работы

Принцип действия ротаметра основан на восприятии поплавком, перемещающимся в ротаметрической трубке, динамического напора воды который проходит снизу вверх.

При подъеме поплавка зазор между наибольшим диаметром поплавка и внутренним диаметром трубки увеличивается и уменьшается перепад давления на поплавке.

Когда перепад давления становится равным весу поплавка, наступает момент равновесия. При этом каждому положению поплавка соответствует определенное значение расхода.

Основными элементами ротаметра являются:

При выборе ротаметра руководствуются основными характеристиками:

Разновидности ротаметров

Ротаметры как средства измерения расхода предназначены не только для измерения расхода воды. Так же они измеряют расход различных жидкостей, газа, и других сред.

Существует несколько разновидностей ротаметров, не считая пластиковых ротаметров для воды:

Как правило материал корпуса ротаметра и поплавка зависит от того в какой среде он будет применяться. Ведь агрессивные среды так же требуют измерения расхода.

Монтаж и ввод в эксплуатацию

Для монтажа ротаметра и ввода его в эксплуатацию необходимо выполнить следующие действия:

Ротаметры в промышленных системах водоподготовки

В промышленных системах водоподготовки, а так же различных отраслях промышленности применяются ротаметры более сложной конструкции.

Конструктивно в их состав входит:

Такие ротаметры работают по следующему принципу. Поток вещества (жидкости, пара или газа) проходит через ротаметр, воздействует на поплавок. Поплавок под давлением двигается по проточной части прибора. Расстояние между поплавком и конической трубкой увеличивается, а сила, воздействующая на поплавок, уменьшается.

В момент, когда сила тяжести и сила, воздействующая на поплавок, становятся равны, движение поплавка прекращается, он показывает текущий расход. При этом значение показывает стрелка индикатора. Либо степень деформации пружины преобразуется в электрический сигнал, и значение выводится на электронном табло.

Промышленные ротаметры снабжены автоматикой. Их можно настраивать на срабатывание различных выключателей при определенном расходе.

При этом стоит учесть, что на точность промышленных ротаметров влияют различные рабочие параметры среды, такие как температура, давление, вязкость и другие. Так же нужно учитывать тот факт, что при отклонении температуры окружающей среды от стандартной, доля допускаемой погрешности может измениться.

Промышленные ротаметры изготавливаются в вертикальном и горизонтальном исполнениях. Помимо этого промышленные приборы имеют различные виды взрывозащиты Ex и Вн.

Монтаж промышленных ротаметров

Поверка

Практически все устройства, использующиеся на производстве, проходят поверку. После изготовления ротаметра он проходит первичную поверку на заводе-изготовителе. Далее межповерочный интервал составляет 5 лет. Поверка так же требуется после ремонта, или в случае если перед вводом в эксплуатацию ротаметр хранился более 5 лет. Если у инженера возникает сомнение в правильности работы прибора, то следует провести внеплановую поверку.

Преимущества использования ротаметров в промышленности

Источник

Что такое ротаметр?

Ротаметр — это прибор, который предназначен для измерения расхода газов, паров и жидкостей за единицу времени. Данное устройство относится к категории расходомеров постоянного перепада, применяется в лабораториях и на промышленных производствах.

Принцип работы ротаметра

Данные устройства состоят из трех элементов:

Устройства имеют достаточно простой принцип действия, основанный на попадании жидких либо газообразных сред во входное отверстие, которое размещено на дне ротаметра. Попавшая в колбу среда перемещается вверх, вследствие чего двигается поплавок. Как правило, на приборе есть шкала, по которой снимают показания количества движущейся среды. Изменения положения поплавка относительно шкалы позволяют сделать фактические измерения.

Ротаметры со стеклянной или пластмассовой колбой

Приборы с пластмассовыми и стеклянными колбами применяются в системах с невысокими показателями температуры и давления. Колбы из стекла также подходят при работе со щелочными и кислотными жидкостями, так как прибор не будет поддаваться коррозии.

Данная категория ротаметров используется только в случае, когда перемещающаяся среда достаточно прозрачная, ведь в противном случае не будет виден поплавок, соответство, будет невозможно замерить показания.

Магнитные ротаметры (с металлическим корпусом)

Принцип работы похож на действие стеклянных и пластиковых приборов, но показания высоты поплавка получают с помощью специального магнитного механизма.

В связи с повышенной прочностью металлические используются в системах с высокими температурами и давлением. Также устройства удобно применять, когда измеряются объемы потоков темных жидкостей, в которых поплавок нельзя увидеть.

Как правильно выбрать устройство?

При подборе ротаметров необходимо учитывать следующие нюансы:

Также важно обращать внимание на надежность производителя.

Достоинства

Среди главных преимуществ ротаметров:

Недостатки

Несмотря на массу достоинств, использование ротаметра предполагает также ряд недостатков:

Автоматизированные ротаметры

Ключевое отличие автоматизированных приборов — в том, что показания считываются без человека. Для этого используют магнитное либо оптическое определение положения поплавка.

Где применяются приборы?

Ротаметры могут использоваться в таких сферах:

Где купить ротаметр?

Заказать ротаметры, соответствующие ГОСТу, вы можете на сайте компании «Аналит-Прибор». В нашем каталоге есть базовые модели с низкой погрешностью измерений и высоким качеством.

Среди преимуществ нашей компании:

Уже второе десятилетие мы занимаем ключевые позиции на рынке украинских лабораторных приборов и соответствуем самым высоким стандартам работы. Следите за точностью измерений вместе с приборами от компании «Аналит-Прибор»!

Источник

Принцип работы ротаметров. Типы, ГОСТы, поверка.

Во многих отраслях промышленности применяются универсальные приборы учета – ротаметры. Они являются расходомерами обтекания, измеряя объемный расход газа и жидкостей. Полученные значения выводятся на дисплей, а также, при необходимости, передаются посредством цифрового и аналогового выходных сигналов.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ РОТАМЕТРОВ

Ротаметры производства ЗАО «ЭМИС» выпускаются в двух основных вариантах – с горизонтальным и вертикальным расположением на трубопроводе. В состав входят два узла – измерительный и узел индикации.

Однако, по желанию заказчика, прибор может быть изготовлен с аналоговым токовым сигналом и цифровым протоколом HART. Также при отсутствии ЖК-дисплея и выходного сигнала возможно применение до двух настраиваемых предельных выключателей.

Когда стрелка индикатора будет достигать верхнего или нижнего предельного выключателя, произойдет их срабатывание. Сигнал от предельных выключателей обычно используют для световой/звуковой сигнализации или для включения других электронных устройств. Для установки нового значения предельного выключателя достаточно ослабить винт, переместить выключатель в нужную позицию, после чего вновь затянуть винт.

ХАРАКТЕРИСТИКИ РОТАМЕТРОВ «ЭМИС»-МЕТА 215»

Измерения ротаметром осуществляются с достаточно высокой точностью. Приведенная погрешность составляет от 1,5 до 4,0 процентов, при этом требуемый класс точности выбирается при заказе (для горизонтального исполнения).

На точность показаний оказывают влияние такие рабочие параметры, как плотность, вязкость, температура и давление. При этом перепад давления при прохождении веще¬ства через прибор остается постоянным. Следует учитывать тот факт, что при отклонении температуры окружающей среды от стандартных условий, доля от пределов допускаемой основной приведенной погрешности составит 0,5% на каждые 10 ºС. При необходимости в комплект поставки входят рубашки обогрева. Они оснащены специальными штуцерами, с помощью которых к измерительным трубкам подводятся горячее масло или пар. Стоит отметить, что климатическое исполнение прибора соответствует ГОСТ 15150-69 и обозначается как «УХЛ. Категория размещения 1».

Сертификация

Металлические ротаметры «ЭМИС»-МЕТА 215» внесены в Единый Госреестр СИ РФ под № 48744-11. Также они признаны утвержденными средствами измерения в республиках Беларусь и Казахстан

Варианты исполнения

Как уже было сказано выше, основные варианты исполнения – стандартный и горизонтальный. Кроме того имеются различные виды взрывозащиты:

Предлагаемые типоразмеры могут быть от 15 до 150 мм, а максимальное значение давления составляет 10 МПа. При выборе типоразмера, необходимо учитывать тот факт, что реальные значения расхода в трубопроводе могут отличаться от проектных. Поэтому рекомендуется выбирать типоразмер так, чтобы показания реального расхода находились во второй трети нормированного диапазона и выше. При этом Ду прибора, соответствующего реальному расходу, может быть меньше условного диаметра трубопровода. В таком случае применяются конические переходы (угол конуса не должен превышать 30º).

Заказчик имеет возможность выбрать материалы изготовления корпуса, фланцев, проточной части, поплавка, направляющего стержня и магнитного фильтра. На выбор представлены несколько видов нержавеющей стали, а также фторопластов для футеровки (исполнение Фт для агрессивных сред). Исходя из рекомендаций, преимущественно применяются нержавеющая сталь 304 (Н) и нержавеющая сталь 316 (Н2).

Приборы имеют муфтовое, фланцевое и зажимное присоединение. Также по спецзаказу возможно изготовление расходомера с нестандартным присоединением под необходимый диаметр условного прохода и давление

МОНТАЖ РОТАМЕТРОВ

ПРЕИМУЩЕСТВА

ПОВЕРКА

Сразу после изготовления проводится первичная поверка, в дальнейшем межповерочный интервал составляет 5 лет. Кроме того, поверка необходима после ремонта или в том случае, если прибор перед вводом в эксплуатацию был на хранении более 60 месяцев. Внеочередная поверка проводится в процессе работы расходомера, если есть сомнения в его исправности или были утрачены документы о прохождении очередной поверки в соответствии с ГОСТ 8.122-99 «Ротаметры. Методика поверки».

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Широкий диапазон измеряемых сред позволяет использовать ротаметры в самых разных отраслях промышленности. Они измеряют промышленные газы, кислород, жидкости и масла.

Приборы «ЭМИС»-МЕТА 215» с футеровкой из фторопласта успешно эксплуатируются в сернокислотном цехе ООО «Медногорский медно-серный комбинат», где они осуществляют учет и дозирование серной кислоты.

Положительные характеристики расходомеры получили по результатам работы на испытательной базе ОАО «Промприбор», где в условиях реальной эксплуатации измеряли расход насыщенного углеводородного пара.

В химическом институте им. А.М. Бутлерова они работают на линиях подачи воздуха и азота в составе экспериментальной лабораторной установки по испытанию пылевидных катализаторов.

Данный тип оборудования нашел применение и на объектах нефтегазового сектора. В частности, на линиях подачи азота и синтез-газа на экспериментальной установке СЖТ-БК одного из предприятий ПАО «Газпром».

Это далеко не все примеры успешной эксплуатации ротаметров торговой марки «ЭМИС», которые поставляются на предприятия России и стран СНГ с 2011 года. При наличии всех необходимых разрешительных документов для работы в условиях опасного производства, а также соответствии технических характеристик уровню мировых аналогов, расходомеры ТМ «ЭМИС» выигрывают у зарубежных производителей в цене, не уступая при этом в качестве. Также заказчик получает дополнительные выгоды в виде доступного гарантийного и постгарантийного обслуживания и технической поддержки.

Если у вас остались вопросы по ротаметрам, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Источник

Ротаметр: подробно простым языком

Ротаметр — расходомер непрямого действия, который используется для измерения или получения показаний расхода потока жидкости, газа или пара. Он не измеряет расход движущейся среды непосредственно, т.е. на основе принципа положительного накопления. Вместо этого он измеряет некоторую физическую величину расхода движущейся среды и преобразует ее в соответствующий параметр расхода потока.

Схема ротаметра

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.

Ротаметры со стеклянной или пластмассовой колбой

Обычно используются в системах с низким давлением и невысокими температурными параметрами. Ротаметры со стеклянной колбой также используются для измерения кислотных и щелочных (едких) жидкостей, поскольку стекло устойчиво к таким веществам, не поддается их коррозийному действию. Их основными конструктивными деталями являются: прозрачная, конической формы колба из стекла или пластмассы и поплавок. Для того, чтобы можно было снимать показания с ротаметра, необходимо, чтобы поплавок был виден, поэтому ротаметры со стеклянными или пластмассовыми колбами используются только для измерения параметров достаточно прозрачной среды, движущейся по трубопроводу.

Ротаметр со стеклянным корпусом

Магнитные ротаметры (с металлическим корпусом)

Успешно используется там, где нельзя применить ротаметры с колбой из стекла или пластмассы. Например, их можно использовать для измерений расхода потока темных жидкостей, в которых невозможно увидеть поплавок, таких как: чернильная паста или красители. Ротаметры с металлическим корпусом используются также в системах с высоким давлением и температурой, поскольку металл прочнее стекла или пластмассы.

Работает он также, как и ротаметр со стеклянной или пластмассовой колбой, за исключением того, что у ротаметра с металлической колбой для получения показаний о высоте поплавка имеется специальный механизм.

Ротаметр с металлическим корпусом

Источник

Ротаметр. Определяем текущий расход воды и газа

Ротаметр – прибор, позволяющий оперативно измерять расход газа или жидкости. В отличие от расходомеров, применяющихся в подобных целях, показания ротаметров определяют текущий, а не суммарный расход используемой среды, что важно для поддержания работоспособности и эффективности агрегатов, работающих с участием этой среды.

Классификация и принцип работы ротаметров

Рассматриваемые приборы различаются по следующим параметрам:

Принцип функционирования всех ротаметров одинаков. В вертикальной конической трубке, расширяющейся кверху, располагается поплавок, который и служит первичным индикатором расхода измеряемой среды. Снизу по трубопроводу перемещается поток жидкости или газа, который, в зависимости от давления, поднимает поплавок на определённую высоту. При уравновешивании силы такого давления силой гравитации, поплавок останавливается. Положение поплавка и есть мера расхода рабочей среды.

Для количественной оценки приборы снабжаются шкалой, градуировка которой производится на заводе-изготовителе, в зависимости от плотности среды. Поэтому универсальных ротаметров не существует; более того, для каждого типа приборов существуют определённые ограничения в применении. Он связаны с температурой окружающего воздуха, его влажностью и допустимыми пределами атмосферного давления. Например, ротаметры для воды градуируются водой, а для газов – воздухом при так называемых нормальных условиях (температура 21ºС, давление – 760 мм. рт. ст.). Ротаметры импортного производства обычно проходят градуировку в соответствии с пожеланиями заказчика, поэтому в дополнительных поверках не нуждаются.

Важной характеристикой любого ротаметра является диапазон его измерений, который определяется массой поплавка, его формой, а также соотношениями геометрических размеров конической трубки.

Ведущими мировыми производителями ротаметров являются немецкая фирма Krohne и голландская компания Bronkhorst BV. Из отечественных производителей стоит отметить НПО «Спектр» (изготавливающее ротаметры типов РМ, РМА, РПО и т. п.), а также ГК «ЭМИС», которая производит линейку ротаметров ЭМИС-Мета.

Ротаметры для газов

Такие приборы обязательны для применения в постах газовой сварки или резки, в которых применяются углекислотные редукторы (а для аргона – аргоновые редукторы).

При давлении газа более 6 МПа корпус газового ротаметра – металлический: это обязательно, ввиду опасности утечек. В корпусе газового ротаметра электромагнитного типа располагаются:

Способ вывода информации зависит от назначения ротаметра. Если прибор является частью автоматизированной системы, то показания выводятся на цифровой индикатор или экран. Для технологических процессов сварки достаточно определять расход по отсчётной шкале, которая может иметь прямолинейную, угловую или дуговую форму. Шкала закрывается прозрачным ударопрочным пластиком или стеклом.

Выбор материала поплавка определяется условиями использования ротаметра. Например, в условиях действия сильных электромагнитных полей поплавок изготавливается из низкопористой высокопрочной керамики, в иных случаях допустимо применять газовые ротаметры с поплавками, изготовленными из нержавеющей стали.

Преимущественное применение газовых ротаметров с электромагнитным усилением сигнала обусловлено минимальными потерями давления, отсутствием трущихся элементов, отсутствием инерционности получаемых показаний, компактностью и хорошей точностью измерения расхода газа.

Ротаметры для воды

Материал корпуса таких приборов выбирается по тем же критериям, что и для газовых ротаметров, однако далее конструкция претерпевает изменения, которые связаны с различиями в плотностях воды и газа. Чаще всего расход воды устанавливают, используя датчики оптического или теплового типа.

Оптический ротаметр для воды действует так. Прозрачный корпус с поплавком размещается перед источником света. Его лучи проходят через рассеиватель, и собираются фокусирующей линзой, которая располагается с противоположной стороны прибора. Яркость источника освещения устанавливается таким образом, чтобы интенсивность внешнего света не влияла на точность показаний прибора. Отражённый линзой свет поступает на фотоумножитель, усиливается и передаётся на триггер, которые начинает формировать импульсы определённой частоты. Интенсивность и амплитуда частотных колебаний преобразуются в единицы расхода воды.

Подобным образом действует и лазерный ротаметр, но вместо оптических параметров света используются квантовые. Такие ротаметры более компактны, а потому успешно применяются в целях измерения текущих значений расхода воды в трубопроводах малых поперечных сечений.

При высокой степени загрязнения воды оптические и лазерные ротаметры неэффективны. В таких случаях устанавливают приборы ультразвукового или механического типа.

Выбор ротаметра и особенности его применения

Исходными данными для выбора служат:

Последний пункт успешно решается использованием ротаметров фирмы Krohne: в этом случае производитель одновременно с самим прибором поставляет также и программное обеспечение. Оно учитывает размеры шкалы, текущие изменения физико-механических параметров измеряемых сред, а также конкретные условия использования ротаметра.

Точность показаний ротаметров оценивается двумя показателями – линейной погрешностью определения величины фактического расхода рабочей среды и устанавливаемой границей линейности показаний (допустимыми пределами измерения).

Ротаметры нельзя устанавливать горизонтально или наклонно, а также использовать для определения расхода неоднородных рабочих сред.

Источник