При измерении расхода наиболее распространен метод переменного перепада давления. Расходомеры переменного перепада пригодны для измерения практически любого расхода однородной жидкости, газа или пара (за исключением очень малых расходов) при значительном давлении и различной температуре контролируемой среды. Класс точности 1-2,5.
Измерение расхода по этому методу основано на изменении потенциальной энергии (статистического давления) вещества, протекающего через местное сужение в трубопроводе. Разность давлений до и после сужающего устройства, смонтированного в трубопроводе, позволяет рассчитать расход жидкости, протекающей по трубопроводу.
В комплект приборов для измерения расхода по методу переменного перепада давления входят: сужающее устройство (диафрагмы, сопла и трубы Вентури), дифференциальный манометр (поплавковый, кольцевой или мембранный), измеряющий расход по перепаду давления в сужающем устройстве, и соединительные (импульсные) линии между сужающим устройством и дифманометром. При дистанционной передаче показаний, кроме основного (первичного) измерительного прибора – дифманометра, используется дополнительный (вторичный) прибор, связанный с дифманометром и воспроизводящий его показания на соответствующем расстоянии. Вторичный прибор, как и дифманометр, может выполнять различные функции – показание, регистрация, суммирование, регулирование, сигнализация.
Изменяя размеры сужающего устройства, можно менять пределы измерений расхода при постоянном максимальном перепаде на дифманометре. Пределы измерений можно варьировать изменением перепада давления на дифманометре при постоянном размере сужения трубопровода.
Широкое распространение имеют дроссельные (сжимающие) расходомеры, включающие диафрагму и дифманометр. Установкой в трубопроводе дроссельного прибора достигается сужение трубы, вследствие чего при протекании жидкости, газа или пара создается искусственное изменение скорости потока и перепад давления.
Диафрагма представляет собой тонкий металлический диск (1) с круглым отверстием, центр которого совпадает с осью трубопровода. Диск диафрагмы устанавливается между двумя фланцами трубопровода. Диафрагму можно присоединять к трубопроводу при помощи кольцевых камер или через отдельные отверстия. Отверстие диафрагмы меньше, чем поперечное сечение трубопровода, поэтому согласно уравнению Бернулли скорость потока при прохождении через диафрагму увеличивается, что вызывает падение статистического давления в трубопроводе за диафрагмой. Следовательно, давление перед диафрагмой выше, чем после диафрагмы. Расход жидкости (или газа) зависит от скорости, с какой она движется по трубопроводу, от этой же скорости зависит и перепад давлений до и после диафрагмы. Таким образом, про перепаду давления (разности давления среды до и после диафрагмы), можно измерить скорость, а отсюда и расход вещества, протекающего по трубопроводу. Для определения перепада давления по обе стороны диафрагмы в трубе просверливаются отверстия, от которых через трубки давление передается дифференциальному манометру (2). Иногда пользуются U-образным манометром.
При измерении расходов протекающая жидкость должна полностью заполнять все сечение трубопровода и сужающего устройства.
Зная разность давлений, можно определить линейную скорость движения газа (или жидкости) по формуле:
где 
- количество газа (жидкости) в 
;
– объемная скорость газа (жидкости) в 
;
– удельный вес газа (жидкости).
Зная секундный расход, легко найти часовой (умножением секундного расхода на 3600).
Вместо диафрагмы можно использовать трубу Вентури, представляющую собой сужающийся насадок (конфузор), за которым устанавливается расширяющийся патрубок (диффузор). Самое узкое место трубы носит название горловины. Измеряется разность давлений в трубе и в суженном сечении трубы Вентури при помощи дифманометра, трубки которого присоединены соответствненно к трубопроводу нормального диаметра и к суженному месту трубы Вентури. Во избежание отрыва пограничного слоя и связанного с этим вихреобразования диффузор делается с небольшим углом (10-12 
) при вершине.
С помощью описанных приборов измеряется средняя по сечению скорость жидкости. Для измерения локальной скорости, либо там, где размеры трубы слишком велики и не позволяют установить диафрагму, используется трубка Пито. Открытая, загнутая на конце трубка, вводится в измеряемую среду навстречу потоку жидкости. Рядом с этой трубкой, в той же точке потока, в трубопровод врезается другая, прямая, трубка. Величиной, определяющей расход жидкости или газа, протекающих по трубопроводу, является разность между статическим напором в прямой трубке и суммой статического и скоростного напоров в загнутой трубке. Эта разность равна разности высот столбов жидкости. Чем больше жидкости протекает через сечение трубопровода в единицу времени, тем больше разность напоров. Разность давлений измеряется манометром.
Ротаметр относится к группе расходомеров постоянного перепада давления. Принцип действия ротаметра основан на поддержании в определенном положении свободно плавающего в восходящем потоке жидкости поплавка. Ротаметр состоит из прозрачной вертикальной, слегка расширяющейся кверху трубки (1), вставленной в трубопровод. Внутри трубки помещен поплавок (2), который при увеличении или уменьшении расхода жидкости или газа перемещается вверх или вниз. Жидкость, проходя через прибор, приподнимает поплавок, удерживая его на определенной высоте, на которой масса поплавка в среде уравновешивается силой динамического напора. Шкала отсчета нанесена на боковую поверхность трубки и показывает непосредственно величину расхода.
Преимущество ротаметров перед расходомерами с переменным перепадом давления состоит в том, что ротаметрами можно измерять малые расходы.
Контрольные вопросы:
Какие приборы называются контрольно-измерительными? Каково их назначение на производстве?
Какие приборы применяют для измерения давления и вакуума? Как они устроены и как действуют?
Какие приборы применяют для измерения температуры? В чем заключается их устройство и работа?
Какие приборы применяют для измерения расхода жидкостей и газов? Как они устроены и как действуют?
Что такое регулируемый параметр?
Что называют автоматическим регулирующим устройством?
каковы элементы (основные части) устройства автоматического регулятора? Назначение каждого из элементов?