艦船壓力表現場檢定有關問題探析

張新勤，沐阿華

(1.海裝監管部，北京100161;2.中國人民解放軍91635 部隊，北京102249)

0 引言

目前，海軍各類艦船均配備了大量壓力表，以某型驅逐艦為例，壓力表數量上千塊，加上艦船的任務多，停航時間短，使得許多壓力表無法按規定周期進行檢定，存在安全隱患，迫切需要開展艦船壓力表現場檢定，以提高工作效率，保證其量值準確可靠。

1 現場檢定的環境條件分析

根據JJG 52-2013 的規定，一般壓力表實驗室檢定的環境條件為:檢定溫度15 ～25℃、相對濕度小于85%、環境壓力為大氣壓力。艦船壓力表現場檢定一般在艦船駐泊的碼頭庫房、艦船艙室開展，也應限定一定的環境條件。

從我國主要沿海港口常年氣溫(考慮到北方冬天港口室內一般都有暖氣)統計分析，全年室溫一般在5 ～35℃之間，相對濕度一般也小于85%。

從艦船看，隨著排水量不斷增加，穩定性進一步增強，以驅逐艦為例，在0 級、1 級海況下停泊或航行，縱傾、橫搖幾乎都為0 度，許多艙室都有艦員工作、生活，一般都有風機甚至空調，艙室溫度也在5 ～35℃之間，相對濕度一般也小于85%。

因此，艦船壓力表現場檢定的環境條件可設定為:檢定溫度為5 ～35℃，相對濕度不大于85%，環境壓力為大氣壓力。

2 主標準器的選擇

艦船壓力表一般用于各種液體、氣體與蒸汽的測量，準確度等級主要有1.0 級、1.6 級、2.5 級，量程范圍是0 ～60 MPa。目前，常用壓力表檢定裝置的主標準器有:活塞式壓力計、精密壓力表和數字壓力計3種。由于活塞式壓力計工作時必須調整水平，加上砝碼比較重，不便攜帶，一般用于實驗室檢定。精密壓力表和數字壓力計主標準器具有體積小、環境適應性強的特點，可用于艦船壓力表的現場檢定。

3 測試不確定度比和合格判據的分析

GJB 5109-2004 規定，軍事計量保障中對被測設備進行合格判定時，被測設備與測量標準的測試不確定度比一般不得低于4∶1。因此，開展現場檢定時，艦船壓力表與測量標準主標準器的最大允許誤差的絕對值之比不得低于4∶1。

3.1 精密壓力表為主標準器的分析

壓力表在偏離實驗室檢定溫度環境下工作時，指示值誤差將產生偏離，計算公式為

式中:δ 為壓力表允許誤差%的絕對值;K 為溫度系數0.04%;Δt 為環境溫度偏離18 ～22℃，15 ～25℃的絕對值。其中，前者適用于精密壓力表，后者適用于艦船壓力表。

經計算，0.1 級、0.25 級精密壓力表和1.0 級、1.6 級、2.5 級艦船壓力表在5 ～35℃之間各溫度點的最大允許誤差見表1。

表1 各溫度點的最大允許誤差

根據表1 數據，按照測試不確定度比不小于4∶1 的要求，精密壓力表開展艦船壓力表現場檢定的溫度范圍見表2。

表2 精密壓力表現場檢定的溫度范圍

從表1 可知，現場檢定中隨著現場溫度偏離實驗室檢定的環境溫度，艦船壓力表和精密壓力表的最大允許誤差的絕對值將分別增加K·Δt，K(Δt +3)。其中，K(Δt+3)比相應溫度點艦船壓力表的最大允許誤差的絕對值小2 個數量級，對現場檢定的示值誤差的影響可忽略不計。因此，以精密壓力表為主標準器進行現場檢定合格判定時，艦船壓力表的示值誤差不得大于其在表1 相應溫度點的最大允許誤差。

3.2 數字壓力計為主標準器的分析

數字壓力計具有準確度等級高、穩定性好等特點。以北京康斯特數字壓力計為例，其準確度等級分別為0.05 級、0.1 級、0.2 級，具有溫度自動補償功能，在-10 ～50℃范圍內準確度等級保持不變。根據表1 數據，在5 ～35℃范圍內，上述數字壓力計與艦船壓力表的測試不確定度比均不小于4∶1，全部適用于開展艦船壓力表的現場檢定工作。

現場檢定中，溫度偏離實驗室檢定的環境溫度時，數字壓力計的最大允許誤差將保持不變，艦船壓力表的最大允許誤差的絕對值將增加K·Δt(詳見表1)，其示值誤差也會相應增加。因此，以數字壓力計為主標準器進行現場檢定合格判定時，艦船壓力表的示值誤差也不得大于其在表1 相應溫度點的最大允許誤差。

4 實驗驗證

選兩組量程范圍為0 ～0.6 MPa，0 ～10 MPa，0 ～60 MPa，準確度等級分別為1.0 級、1.6 級、2.5 級共18 塊艦船壓力表，一組在碼頭庫房，一組在艦船艙室(在0 級和1 級海況下)，在環境溫度為5，10，30，35℃四個溫度點，分別以準確度等級為0.1 級、0.25級的精密壓力表和0.05 級的數字壓力計為主標準器進行現場檢定，并按本文3.1，3.2 的合格判據進行判定，現場檢定結果和實驗室檢定結果一致。其中，量程范圍同為0 ～10 MPa 的0.1 級精密壓力表和2.5 級艦船壓力表，在艦船現場和實驗室檢定(20 ℃列)的部分數據見表3。

表3 在艦船現場用0.1 級精密壓力表檢定2.5 級壓力表的部分實驗數據

由表1 可知，2.5 級、量程范圍為0 ～10 MPa 的艦船壓力表在20，30，35℃的最大允許誤差分別為±2.5%×10，±2.7%×10，±2.9%×10 MPa，即:±0.25，±0.27，±0.29 MPa，其絕對值均大于表3 中相應的最大示值誤差絕對值，所以，現場檢定與實驗室的結果均為合格，現場檢定結論與實驗室檢定結論一致。

5 結論

本文分析了艦船壓力表現場檢定的環境條件，以及精密壓力表、艦船壓力表的最大允許誤差隨溫度變化情況，按照測試不確定度比不小于4∶1 的要求，探討了主標準器及其適用現場檢定的溫度范圍，研究得出了現場檢定的合格判定依據，并通過實驗驗證，在艦船壓力表現場檢定的幾個方面進行了探索，為艦船壓力表現場檢定工作的開展提供了參考。

［1］國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG49-2013 彈性元件式精密壓力表和真空表［S］.北京:中國計量出版社，2013.

［2］國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表［S］.北京:中國計量出版社，2013.

［3］中國人民解放軍總裝備部.GJB5109-2004.裝備計量保障通用要求檢測和校準［S］.北京:總裝備部軍標發行部，2004.