二等標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償式微壓計(jì)全國比對后的問題

胡央麗 胡安倫/上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院

0 引言

為全面掌握全國各省級法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償式微壓計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的技術(shù)狀況和考核檢定人員的技術(shù)能力，確保各機(jī)構(gòu)壓力實(shí)驗(yàn)室的微壓檢定綜合能力保持良好的水平，從而更好地開展量值傳遞，實(shí)現(xiàn)全國壓力量值的準(zhǔn)確可靠和統(tǒng)一[1]，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局計(jì)量司于2010年至2011年組織“二等標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償式微壓計(jì)全國比對”，由全國壓力計(jì)量技術(shù)委員會組織實(shí)施，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室為上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院，參比實(shí)驗(yàn)室為各省級法定計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)以及中航工業(yè)北京長城計(jì)量測試技術(shù)研究所。全國省級及以上計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)中，新疆、河南、西藏、海南等4家機(jī)構(gòu)一等補(bǔ)償式微壓計(jì)沒有建標(biāo)，不參加本次比對。

2010年7月19日比對正式開始，27家參比實(shí)驗(yàn)室分成3組，每組9家，采用環(huán)式傳遞方式[2]。每個參比實(shí)驗(yàn)室在1周時間內(nèi)完成了傳遞標(biāo)準(zhǔn)的接收、試驗(yàn)和送樣。3個組同時進(jìn)行傳遞，歷時2個多月，2010年10月3臺傳遞標(biāo)準(zhǔn)回到主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室，11月，所有參比實(shí)驗(yàn)室的比對資料全部遞交至主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室。2011年3月，完成比對總結(jié)。

1 補(bǔ)償式微壓計(jì)

補(bǔ)償式微壓計(jì)是基于U型壓力計(jì)的測壓原理，由一個上下可移動的容器和一個靜止容器（可上下微調(diào)）相連接，用可動容器的位移變化來補(bǔ)償被測壓力所引起的靜止容器中液位零點(diǎn)變化的液體壓力計(jì)。壓力值計(jì)算[3]：

式中：p — 被測壓力（Pa）；

ρ — 檢定溫度下純水密度（kg/m3）；

g — 使用地點(diǎn)重力加速度（m/s2）；

h — 大小容器的液位差（m）。

補(bǔ)償式微壓計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：擴(kuò)大了兩個容器的截面積，減少了毛細(xì)現(xiàn)象；利用測微機(jī)構(gòu)提高了讀數(shù)的準(zhǔn)確度；測壓時把一個液面補(bǔ)償?shù)搅泓c(diǎn)的位置以減少一次讀數(shù)，提高測量的準(zhǔn)確性。

2 發(fā)現(xiàn)的問題

補(bǔ)償式微壓計(jì)是第一次進(jìn)行全國比對。本次比對的過程比較順利，傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性良好，各參比實(shí)驗(yàn)室在《比對細(xì)則》規(guī)定的時間內(nèi)完成了比對試驗(yàn)，結(jié)果令人滿意。

但是，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行系列試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)：連接補(bǔ)償式微壓計(jì)的大小容器、移動大容器（即加減壓）時連接管會有形變，影響測量高度，因此連接管的材料和長度應(yīng)有一定要求，如果使用不同的連接管，試驗(yàn)數(shù)據(jù)會有很大的差別。

對此主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室特別進(jìn)行以下試驗(yàn)：

1）將編號為200912013的傳遞標(biāo)準(zhǔn)，分別采用25 cm、30 cm和40 cm的醫(yī)用乳膠管、30 cm的醫(yī)用橡膠管這4種管子作為連接管進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

2）將編號為200912025的傳遞標(biāo)準(zhǔn)，分別采用30 cm的醫(yī)用乳膠管和30 cm的醫(yī)用橡膠管2種管子作為連接管進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示。

表1 編號為200912013的傳遞標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 編號為200912025的傳遞標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，采用25 cm、30 cm和40 cm這3種尺寸的醫(yī)用乳膠管作為連接管不會對試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生明顯的影響，采用30 cm的醫(yī)用橡膠管作為連接管對試驗(yàn)結(jié)果的影響非常大。

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)以下幾種情況：

a、當(dāng)使用40 cm的醫(yī)用乳膠管作為連接管，在轉(zhuǎn)動頂蓋、上下移動大容器時，連接管易出現(xiàn)彎折現(xiàn)象，影響試驗(yàn)正常進(jìn)行。

b、當(dāng)使用25 cm的醫(yī)用乳膠管作為連接管，測量150 mm上限高度時，連接管有緊繃現(xiàn)象，這樣會加速醫(yī)用乳膠管的老化。

c、如果醫(yī)用乳膠管有老化現(xiàn)象出現(xiàn)，但又看不出來，那么在試驗(yàn)過程中通過調(diào)壓閥進(jìn)行加減壓時，會發(fā)現(xiàn)小容器中的圓錐針尖與其倒影有粘連現(xiàn)象，使兩者接近或分離都比較困難。

d、當(dāng)使用30 cm的橡膠管作為連接管進(jìn)行試驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)總是負(fù)偏差，而且誤差值很大。

3 意見和建議

醫(yī)用乳膠管即醫(yī)用黃乳膠管，又叫止血扎帶，采用橡膠樹上割取或浸出的含橡膠粒子，加入硫化劑后，通過擠出制作而成。常溫下具有優(yōu)良的回彈性、絕緣性、隔水性及可塑性，還有非常好的機(jī)械強(qiáng)度等物理性質(zhì)。同時它又是一種化學(xué)反應(yīng)能力較強(qiáng)的物質(zhì)，光、熱、臭氧、輻射、屈撓變形以及銅、錳等金屬都能促進(jìn)其老化，所以不耐老化是其致命弱點(diǎn)，時間長了就會變得發(fā)軟發(fā)黏、失去彈性。因此，希望尋求一種既不易老化，回復(fù)力又好的軟管作為連接管。

補(bǔ)償式微壓計(jì)是液體壓力計(jì)的一種，液體壓力計(jì)是通過液柱高度復(fù)現(xiàn)壓力量值，是壓力計(jì)量的基本方法之一，它具有構(gòu)造簡單、制造容易、測量可靠、直觀顯示、準(zhǔn)確度較高、使用方便、售價便宜等特點(diǎn)。同時，液體壓力計(jì)又存在以下缺點(diǎn)：

1）使用時需要修正，否則誤差很大；2）讀數(shù)不夠方便，需要有一定經(jīng)驗(yàn)；3）工作介質(zhì)受溫度影響較大；

4）工作介質(zhì)如果是水銀，則存在污染問題；

5）工作介質(zhì)存在毛細(xì)現(xiàn)象。對于浸潤液體，液面呈凹月形；對于非浸潤液體，液面呈凸月形；液體的表面張力越大，毛細(xì)現(xiàn)象越嚴(yán)重。液體壓力計(jì)的理想介質(zhì)是液體的表面張力小而密度大的液體。

因此，如何解決這一系列問題，是液體壓力計(jì)的研究方向。希望能通過新穎的物理材料、先進(jìn)的溫控技術(shù)、成熟可靠的長度測量技術(shù)等，使液體壓力計(jì)的準(zhǔn)確度得到提高，使用更加方便。

4 結(jié)束語

本次比對，經(jīng)過一年多的認(rèn)真運(yùn)作，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室和各參加實(shí)驗(yàn)室都完成了大量的比對實(shí)驗(yàn)工作。通過比對，對于補(bǔ)償式微壓計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的整體運(yùn)行狀況、各實(shí)驗(yàn)室的工作狀況以及補(bǔ)償式微壓計(jì)工作原理有了進(jìn)一步認(rèn)識，比對過程發(fā)現(xiàn)的問題說明比對的重要性及必要性，為下一步工作提供了很好的指導(dǎo)作用。

[1]中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會. 中國標(biāo)準(zhǔn)化與信息分類編碼研究所. GB/T15483.1-1999 [S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1999.

[2]全國法制計(jì)量管理計(jì)量技術(shù)委員會. JJF1117-2009[S]. 北京：中國計(jì)量出版社, 2009.

[3]JJG158-1994標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)償式微壓計(jì)檢定規(guī)程[S]. 北京：中國計(jì)量出版社, 1994.