Тахометрические расходомеры -крыльчатые и турбинные расходомеры Электромагнитные расходомеры

а — магнитоиндукциопного: 1 — катушка; 2 — магнит; 3 — немагнитная труба; 4 — ферромагнитные лопасти; б — дифференциально-трансформаторного; 1, 2 — первичная и вторичная обмотки;
3 — подвижный сердечник; 4 — сердечник
В настоящее время турбинные тахометрические расходомеры являются одними из наиболее точных. Существуют серийно выпускаемые расходомеры с основной погрешностью 0,5 %, которая может быть уменьшена индивидуальной градуировкой.
Однако тахометрические турбинные расходомеры имеют и недостатки, ограничивающие их применение: влияние вязкости контролируемой среды, износ опор (нельзя, например, измерять расход сред, содержащих взвешенные частицы, особенно если они обладают абразивными свойствами).
Шариковыми называются тахометрические расходомеры, подвижным элементом которых служит шарик, непрерывно движущийся в одной плоскости по внутренней поверхности трубы под воздействием предварительно закрученного потока. Скорость движения шарика по окружности трубы пропорциональна объемному расходу жидкости. Схема шарикового преобразователя для средних и больших расходов представлена на рис. 13.4, а. Поток жидкости, закрученный формирователем 1 в винтовом направлении, вызывает движение шарика 2 по окружности. От перемещения вдоль трубы шарик удерживается ограничительным кольцом 3, за которым располагается струевыпрямитель 4 для выпрямления закрученного потока. На внешней стороне немагнитного корпуса располагается тахометрический преобразователь 5 для преобразования частоты вращения шарика в частотный электрический сигнал.

Рис. 13.4. Схема шариковых преобразователей расхода:
а, б — для больших и малых расходов; 1 — формирователь потока; 2 — шарик; 3 — ограничительное кольцо;
4 — струевыпрямитель; 5 — тахометрический преобразователь
Для небольших расходов применяется конструкция, представленная на рис. 13.4, б. Здесь нет специального формирователя для закручивания потока, а движение шарика по окружности вызывается тангенциальным подводом жидкости. В шариковых расходомерах применяются тахометрические преобразователи скорости, аналогичные преобразователям турбинных расходомеров. Шар под действием центробежной силы прижимается к внутренней поверхности трубы, а под действием осевой составляющей скорости потока — к ограничительному кольцу, т.е. шару, кроме сил вязкого трения жидкости, необходимо преодолевать силы трения о поверхности трубы и ограничительного кольца (см. рис. 13.4, а). Это вызывает отставание окружной скорости шара v_ш от окружной скорости потока V, которое оценивается коэффициентом скольжения  откуда

Частота f импульсов тахометрического преобразователя связана со скоростью шара соотношением , где r — радиус вращения центра шара. Учитывая, что — коэффициент пропорциональности, можно получить Таким образом, для обеспечения однозначной зависимости между f и объемным расходом G₀ надо иметь постоянство S. Этот коэффициент меньше всего изменяется в области Re от 10³ до 10^s, поэтому шариковые расходомеры проектируются для работы в этом диапазоне. Кроме того, для уменьшения скольжения масса шарика делается по возможности малой
Выпускаемые промышленностью шариковые расходомеры, изображенные на рис. 13.4, используются для измерения расхода жидкостей от 0,025 до 600 м³/ч, при температуре до 285 °С и давлении до 10 МПа. Плотность среды должна находиться в пределах 700...1400 кг/м³ и кинематическая вязкость в пределах (0,3...12) 10^-6 м²/с. Из-за отсутствия опор у подвижного элемента расходомеры могут использоваться на жидкостях с твердыми включениями ограниченного размера и агрессивных. Диапазон измерения шариковых расходомеров обычно равен  однако в диапазоне (0,2...0,3) G_в.п. они обладают повышенной погрешностью по сравнению с диапазоном . Относительная погрешность обычно равна ±1,5 % в интервале   и ±2,5 % в интервале
На АЭС используются шариковые расходомеры ШТОРМ двух модификаций: ШТОРМ-32М (верхний предел измерения 50 м³/ч) и ШТОРМ-8А (верхний предел измерения 8 м³/ч), их основная погрешность составляет ±(1,5...2,5) %.
Камерными называются тахометрические расходомеры и счетчики, имеющие один или несколько подвижных элементов, которые при движении отмеривают определенные объемы жидкости. Обычно эти подвижные элементы движутся непрерывно со скоростью, пропорциональной объемному расходу. В промышленности в большинстве случаев для измерения расхода газа и нефтепродуктов применяются камерные счетчики. Достоинствами их является высокая точность измерения, составляющая ±(0,2... 1) % для жидкостей и ±(1...1,5) % для газов, достаточно большой диапазон измерения и слабое влияние вязкости среды. Последнее обстоятельство позволяет применять камерные счетчики для жидкостей вязкостью до 3·10^-4 м²/с.
Один из приборов камерного типа — счетчик жидкости с овальными шестернями. Такой счетчик предназначен для измерения количества жидкостей, имеющих вязкость от 55 10^-6 до 3 10^-4 м²/с (0,55...300 сСт), температуру от -40 до 120 °С и давление до 64 кгс/см² в трубах диаметром до 100 мм. Такой счетчик имеет основную погрешность ±0,5%. Схема преобразователя с овальными шестернями показана на рис. 13.5.

Рис. 13.5. Схема счетчика с овальными шестернями
В положении шестерен по рис. 13.5, а под действием разности давлений р₁—р₂ возникает момент, вращающий левую шестерню против часовой стрелки. При этом правая шестерня будет ведомой и за счет зубчатого сцепления будет поворачиваться по часовой стрелке. Через половину оборота шестерни установятся в положение рис. 13.5, б. Тогда вращающий момент будет создаваться на правой шестерне, левая становится ведомой. За полный оборот измерительные камеры (на рис. 13.5 заштрихованы) дважды наполняются и опорожняются, т.е. за один оборот объем пропускаемой жидкости равен четырем объемам одной измерительной камеры. На счетный механизм передается движение одной из шестерен посредством магнитной муфты или тахометрического дифференциально-трансформаторного преобразователя скорости. Изменение вязкости жидкости может увеличить погрешность счетчика.