Пневматические измерительные средства постоянного перепада давления

(приборы ротаметрического типа)

Ротаметрические приборы – это приборы с отсчетным устройством для измерения расхода воздуха, в которых в воздушном потоке помещается поплавок, воспринимающий динамическое давление потока и перемещающийся в вертикальном направлении по потоку в зависимости от величины расхода, изменяющегося из-за изменения проходного сечения измерительного сопла.

При этом площадь проходного сечения в воздушной магистрали прибора изменяется таким образом, что перепад давления по обе стороны поплавка остается практически постоянным. Единственным получившим широкое распространение видом приборов этого типа для измерения линейных размеров является ротаметр, который известен как длиномер пневматический высокого давления.

Схема длиномера высокого давления (ротаметра)

В магистрали воздухопровода прибора находится стеклянная трубка 5 с внутренней конической поверхностью. Внутри трубки 5 помещен поплавок 6. Воздух через кран 1 поступает в узел подготовки воздуха 2, где он очищается фильтром 12 и стабилизируется (создается постоянное давление) стабилизатором 11. Величину этого давления можно определить по манометру 3. Очищенный и стабилизированный воздух поступает снизу в вертикально расположенную трубку 5 и далее через измерительное сопло 7 в атмосферу. Если закрыть полностью сопло 7, то расхода воздуха не будет и поплавок 6 опустится вниз трубки 5. Если же открыть сопло 7, то воздушный поток, проходя через трубку 5, будет поднимать поплавок до момента, когда сила воздушного потока, связанная с расходом воздуха, уравновесится силой тяжести поплавка. В этом положении поплавок «зависает» в трубке и его положение по высоте может быть отсчитано по шкале 4, которая градуируется в микрометрах изменения зазора S между соплом 7 и измеряемой деталью 8. В схеме прибора предусмотрен вентиль (кран) 9, через который можно выпускать часть поступающего воздуха в атмосферу, изменяя общий расход воздуха. С помощью этого вентиля можно сместить положение поплавка при установке начального зазора (поднять поплавок, не изменяя зазора у измерительного сопла 7). Другой вентиль 10 вместе с дополнительным соплом (дросселем - сужающим устройством в воздухопроводе) используется для изменения чувствительности прибора и даже при перенастройке его на другую цену деления. С увеличением степени открытия вентиля 10 расход воздуха увеличивается, а чувствительность прибора уменьшается (увеличивается диапазон показаний).

Конструкция прибора состоит из трех функциональных узлов:

I – узел подготовки воздуха (фильтр-стабилизатор);

II - узел отсчетного устройства;

III - узел оснастки с измерительным соплом (или соплами).

Характерной особенностью конструкций является возможность создания блоков, имеющих до 10 показывающих устройств, для осуществления так называемых многомерных измерений.

Технические характеристики ротаметра обычно относятся к случаю изготовления его с одним измерительным соплом диаметром 1 и 2 мм, поскольку они (характеристики) могут значительно меняться (особенно точность) при использовании различной оснастки.

Цена деления: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 и 10 мкм. При этом известны приборы, в которых переход с одной цены деления на другую осуществляется заменой по­плавка, реже - поплавка вместе с трубкой.

Диапазон показаний: 5, 10, 20, 35, 60, 100, 160 мкм.