Витратомір

Витратомір механічної дії інерційного типу (витратомір Коріоліса)

Витратомі́р — вимірювальний прилад або обладнання для визначення об’ємної чи масової витрати рідин, газів, сипких матеріалів.

Історична довідка

Поява витратоміра є результатом розвитку класичної гідродинаміки 18–19 ст. і переходу від теорії до інженерної практики. Перші витратоміри були механічними (турбінні, диференційно-напірні), пізніше з’явились електромагнітні, ультразвукові та масові (коріолісові; див. Коріоліса сила) прилади. Фізичну основу витратомірів заклали у 18 ст. Д. Бернуллі (див. Бернуллі) і Дж. Б. Вентурі (1746–1822; Італія). У кінці 19 ст. перший промисловий прилад (на основі труби Вентурі) створив і впровадив інженер-гідравлік Г. Клеменс (1842–1930; США). Теоретичне обґрунтування режимів течії рідин і газів надав фізик та інженер О. Рейнольдс.

Характеристика

Витратоміри є ключовими елементами систем контролю та обліку технологічних процесів. Їх застосовують для безперервного або періодичного вимірювання витрат середовищ у трубопроводах, відкритих каналах і технологічних установках. Робота витратомірів базується на різних фізичних явищах: залежності швидкості потоку від перепаду тиску (гідродинаміка); індукції електрорушійної сили у провідному середовищі (див. Фарадея закони); проходженні ультразвукових хвиль (див. Ультразвук) у потоці; вимірюванні інерційних сил у коливальних трубках (ефект Коріоліса).

Основні вимірювані величини: об’ємна витрата (м³/год, л/с); масова витрата (кг/с, т/год).

Основні технічні параметри витратомірів: діапазон вимірювання витрат; точність вимірювання (від ±0,1 % до ±2 %); втрати тиску в системі; тип вимірюваного середовища; температурний і тисковий діапазони роботи.

Різновиди

За принципом дії

За принципом дії витратоміри поділяють на:

• механічні (турбінні, ротаметричні);
• диференційно-напірні (сопла, діафрагми, труби Вентурі);
• електромагнітні;
• ультразвукові;
• коріолісові (масові);
• теплові.

За середовищем вимірювання

Витратоміри для рідин (водоміри — найбільша група приладів):

• електромагнітні — для електропровідних рідин (вода, розчини, суспензії);
• турбінні — для чистих рідин зі стабільним потоком (пальне, вода);
• коріолісові (масові) — для точного вимірювання витрати маси (нафта, хімічні реагенти);
• ультразвукові — для рідин без контакту зі середовищем або великих трубопроводів;
• диференційно-напірні — класичні промислові системи (використовують також у магістральних газопроводах).

Витратоміри для газів:

• термічні (теплові) — визначають витрату за охолодженням нагрітого елемента;
• ультразвукові газові — вимірюють швидкість потоку за часом проходження сигналу;
• роторні (об’ємні) газові лічильники — застосовують для комерційного обліку природного газу;
• турбінні газові — для середніх і великих витрат.

Витратоміри для сипких речовин:

• гравіметричні (вагові) — визначають масову витрату через зміну ваги потоку;
• стрічкові конвеєрні ваги — виконують безперервне зважування матеріалу на конвеєрі;
• вібраційні — застосовують для порошків і дрібнодисперсних матеріалів;
• радіометричні — використовують гамма-випромінювання для безконтактного вимірювання;
• об’ємні шнекові (див. Шнек) дозатори — для сипких матеріалів із контрольованою подачею.

Для рідин переважають електромагнітні, ультразвукові та коріолісові методи вимірювання, для газів — ультразвукові, термічні та роторні системи, для сипких речовин — гравіметричні та конвеєрні вагові системи.

Тенденції розвитку

Сучасні витратоміри інтегрують у цифрові системи керування (SCADA, IoT).

SCADA (англ. Supervisory Control And Data Acquisition) — система диспетчерського керування та збору даних, програмно-апаратний комплекс для моніторингу й керування промисловими процесами (енергетика, нафтогазова галузь, водопостачання тощо) в режимі реального часу.

IoT (англ. Internet of Things) — концепція мережі фізичних пристроїв (давачі, прилади, машини), які підключені до інтернету, збирають і передають дані та можуть автоматично взаємодіяти між собою.

Основні тенденції розвитку:

• безконтактні методи вимірювання;
• підвищення точності та стабільності;
• самодіагностика приладів;
• мінімізація гідравлічного опору;
• цифрова обробка сигналів.

Застосування

Витратоміри використовують у нафтогазовій, хімічній, гірничій, харчовій промисловості, металургії; енергетиці (тепло- і гідроенергетика); водопостачанні та водоочищенні; автоматизованих системах керування технологічними процесами тощо.

Джерело

1. ДСТУ EN ISO 5167-1:2019. Вимірювання витрати рідини пристроями вимірювання диференціального тиску, поміщеними в заповнені трубопроводи круглого перерізу. Ч. 1. Загальні принципи та вимоги. Київ : Український науково-дослідний і навчальний центр проблем стандартизації, сертифікації та якості, 2019. 42 с.

Література

1. Herschel C. Measuring Water Flow by Venturi Meter // Transactions of the American Society of Civil Engineers. 1887. Vol. 17. P. 228–245.
2. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Донбас, 2004. Т. 1. С. 184.
3. Bentley J. P. Principles of Measurement Systems. 4th ed. Harlow : Pearson, 2005. 648 p.
4. Біленко І. І. Вимірювання витрати рідин і газів. Київ : Техніка, 2010. 304 с.
5. Lipták B. G. Instrument Engineers’ Handbook : Process Measurement and Analysis. CRC Press, 2016. P. 1047–1085.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький

Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Витратомір // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Витратомір (дата звернення: 10.10.2026).

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено: 22.05.2026