Скоростной метод положен в основу ряда расходомеров, обладающих значительным диапазоном и простым устройством. Принцип действия их заключается в измерении средней скорости потока, связанной с объемным расходом вещества
,
где F- поперечное сечение потока.
Основные недостатки: потери давления; ограничения по диаметру трубы; необходимость линейного участка; износ рабочего тела при наличии загрязнений.
Все скоростные устройства делят на скоростные расходомеры и счетчики, напорные трубки и анеометры.
Скоростные расходомеры и счетчики чаще всего применяют для определения расхода воды, поэтому их называют водяными. Их чувствительный элемент – вертушка с лопастями, приводимая во вращение потоком жидкости. Ось вертушки связана со счетным устройством через редуктор. Скорость потока будет пропорциональна частоте вращения. Но при очень малых значениях расхода вследствие перетока жидкости через зазоры между вертушкой и корпусом и трения механизма наблюдается отклонения от этой зависимости. Чтобы уменьшить трения, применяют легкие материалы и пустотелые конструкции. Недопустима установка счетчика вблизи местных сопротивлений трубопровода. Для выравнивания потока перед счетчиком также устанавливают струевыпрямитель.
Характерной величиной для счетчиков является порог начала показаний – наименьший расход, ниже которого счетчик перестает давать непрерывные показания.
Рабочее тело скоростных расходомеров – крыльчатка, шарик, турбинка и т.д. – вращается под воздействием потока. В зависимости от рабочего тела различают крыльчатые, турбинные, шариковые, камерные, кольцевые расходомеры. Эти преобразователи могут применяться в счетчиках. В этом случаем преобразователь связан со счетным механизмом.
В расходомерах частота вращения турбинки или крыльчатки преобразуется в электрический сигнал с помощью тахометрического преобразователя 5.
Напорные трубки служат для определения расхода жидкости или газа путем измерения динамического давления потока. По внешнему виду напорные трубки бывают угловые и стержневые. Угловая трубка (рис. 55) является лабораторным прибором и состоит из измерительного цилиндра 1, закрепленного одним концом на держателе 2, несущим штуцер 3 и 4 для присоединения вторичного прибора. Плюсовой штуцер соединяется с каналом, проходящим через измерительный цилиндр. Цилиндр устанавливают параллельно оси трубопровода отверстием навстречу потоку, через отверстие передается динамическое давление среды. Это давление измеряется вторичным прибором.
Стрежневые трубки значительно проще по конструкции. Стержневая трубка системы ВТИ (рис. 56) заканчивается полусферической поверхностью, вблизи нее расположены два отверстия для отбора давления. Стержневая трубка системы ЦКТИ (рис. 56) предназначена для измерения скорости воды в трубах КА и ВЭК.
Напорные трубки устанавливают на прямых участках трубы или после струевыпрямителей. Они обладают незначительным гидравлическим сопротивлением.
Анемометры применяют для определения скорости потока газа, особенно при небольшом ее значении. Чувствительным элементом является алюминиевая вертушка с несколькими лопастями, ось которой связана со счетным устройством. Зная скорость потока, определяют расход.
Анемометры нельзя применять при пульсирующем потоке.