Основные методы измерения расхода

Объемный метод применяют для относительно недорогих продуктов, либо когда требуется расчет за малый объем, например, в бензоколонках. Конструктивная особенность приборов, работающих на этом методе, обусловила их применение также для измерения расхода трудно перемещаемых продуктов (вязкие, липкие, густые). К таким средам относят нефтепродукты, лаки, эмали, краски и т. п. На этом принципе создан и применяется ряд приборов — счетчики, мазутомеры и т. п. Измерительным органом приборов является калиброванная камера, снабженная одним или несколькими подвижными элементами, перемещающими мерные объемы жидкости или газа.

Название измерительного органа прибора определило его второе наименование — камерный счетчик, а всю группу приборов — камерные расходомеры. Среди множества конструктивных разновидностей наиболее широко распространенными являются поршневые, шестеренчатые и ротационные счетчики (рис. 1). Поршневой счетчик  (рис. 1, а) отсчитывает количество объемов, вытесненных из измерительной камеры под действием разности давлений среды до и после камеры. Разность давлений обусловлена потерей давления в счетчике за счет его гидравлического сопротивления. Камера прибора снабжена двумя парами клапанов — слева впускных, а справа — выпускных. Движение поршня «вверх-вниз» происходит за счет разности давлений среды до и после камеры счетчика. При этом механическая система прибора обусловливает попеременное открытие — закрытие впускных клапанов. Выпускные клапаны (правая часть камеры) открываются — закрываются под действием давления среды, создаваемого движением поршня. В изображенном на рис. 1, а положении поршень идет вверх, заполняя камеру снизу (заполняемая часть камеры заштрихована). При этом нижний впускной клапан открыт, а верхний — закрыт (работа тяг). Движение поршня вверх обеспечивает открытие верхнего выпускного клапана и закрытие (подтягивание) нижнего. В следующем такте, при движении поршня вниз, положение всех клапанов станет обратным описанному. Среда из камеры начнет поступать к потребителю через нижний выпускной клапан. Таким образом, с каждым ходом поршня из измерительной камеры вытесняется один объем среды. Подача среды потребителю происходит «толчками». Для выравнивания потока измеряемой среды применяют многопоршневые конструкции счетчиков, принцип работы которых аналогичен. В таких счетчиках порядок работы камер регулируется распределительным валом или диском. На описанном принципе устроены счетчики мазуто- и бензомеры.

Рис. 1. Камерные расходомеры, измеряющие расходы среды объемным методом а — поршневой; б — шестеренчатый; в — ротационный

Измерительная камера счетчика с овальными шестернями (заштрихована на рис. 1, б) образована внутренней стенкой корпуса прибора и поверхностью шестерни.

Поворот шестерен на 90° обеспечивает перемещение продукта потребителю из камеры (заштрихованная часть). При этом произойдет заполнение правой части камеры, противоположной заштрихованной. Следующий такт поворота шестерен отмерит вторую порцию. Двухкамерность прибора и ротационный принцип его работы обеспечивают непрерывное перемещение продукта. Этот прибор в основном используют для мазутов и масел.

Принцип работы ротационного счетчика (рис. 1, в) в основе аналогичен шестеренчатому. Только здесь шестерни заменены восьмеркообразными роторами, не входящими в зацепление между собой. Это существенно упростило конструкцию, но сделало ее пригодной только для небольших давлений, что и определило их применение для измерения расхода газов.