壓力表檢定常見(jiàn)問(wèn)題及分析

李靖宇 蒲紅

摘? 要：壓力計(jì)量是力學(xué)計(jì)量中非常重要的一部分，一般而言我們通過(guò)壓力發(fā)生器產(chǎn)生壓力，利用壓力校驗(yàn)儀以及活塞壓力計(jì)作為壓力的指示值，來(lái)對(duì)相關(guān)壓力器具進(jìn)行計(jì)量以及校準(zhǔn)的工作，做為一種常見(jiàn)壓力器具，壓力表的計(jì)量成為了壓力計(jì)量中非常重要的一部分。但是在壓力表的計(jì)量工作中我們往往因其較為簡(jiǎn)單而忽略許多細(xì)節(jié)，導(dǎo)致許多量值傳遞過(guò)程的問(wèn)題，該文通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明，壓力表計(jì)量過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓力表;檢定;問(wèn)題分析

引言：

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中，凡是利用液體、氣體以及蒸汽等最為動(dòng)力、傳遞介質(zhì)等都要反映出壓力的作用，這樣就需要我們使用各種壓力儀表來(lái)反映我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)生活中各種壓力設(shè)備中壓力的有無(wú)、大小以及變化情況，只有對(duì)壓力相關(guān)參數(shù)有著正確的認(rèn)知，才能對(duì)生產(chǎn)生活中各種生產(chǎn)科研活動(dòng)做到正確的控制，上的各種工作才能得以順利進(jìn)行。所以，壓力計(jì)量對(duì)于國(guó)民的生產(chǎn)生活有著非常重要的作用。而壓力計(jì)量的最基本任務(wù)便是通過(guò)計(jì)量保證相關(guān)壓力器具在使用過(guò)程中所顯示壓力值的準(zhǔn)確可靠，保證壓力量值的統(tǒng)一。而壓力表做為一種常見(jiàn)并在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的壓力器具使得壓力表的計(jì)量成為了壓力計(jì)量中非常重要的一部分。而在實(shí)際的壓力表計(jì)量過(guò)程中，我們往往回因?yàn)閴毫Ρ淼挠?jì)量工作相對(duì)簡(jiǎn)單而忽略許多檢定過(guò)程中的細(xì)節(jié)，出現(xiàn)許多意想不到的情況，導(dǎo)致在壓力表的量值傳遞過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。所以根據(jù)本人之前從事壓力計(jì)量的經(jīng)驗(yàn)以及閱讀相關(guān)壓力計(jì)量書籍以及相關(guān)檢定規(guī)程，總結(jié)以下幾點(diǎn)壓力表計(jì)量中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，希望對(duì)大家在壓力表的計(jì)量工作有所幫助。

1 彈簧管壓力表的組成以及工作原理

彈簧管壓力表測(cè)量系統(tǒng)（包括表頭、彈簧管和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等）、指示部分（包括指針和表盤）和外殼部分（包括表殼、罩圈和表玻璃等）組成，儀表有較好的密封性并設(shè)有檢封裝置，能保護(hù)其內(nèi)部測(cè)量機(jī)構(gòu)免受機(jī)械損傷和污染侵入。彈簧管壓力表的作用原理是基于彈性元件（測(cè)量系統(tǒng)中的彈簧管）變形。在被測(cè)介質(zhì)的壓力作用下，迫使彈簧管的末端產(chǎn)生了相應(yīng)的彈性變形——位移，借助拉桿通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)并予放大，由固定于齒輪軸上的指針逐漸將被測(cè)的壓力在分度盤上指示出來(lái)。

2 彈性元件式壓力表、壓力真空表和真空表檢定易忽視的問(wèn)題

2.1 耐震壓力表的檢定中的問(wèn)題

在耐震壓力表的檢定校準(zhǔn)中，計(jì)量人員往往會(huì)忽視在壓力表檢定校準(zhǔn)工作之前應(yīng)先將密封耐震壓力表中止振液的橡膠塞開(kāi)啟并再次密封后再對(duì)相應(yīng)耐震壓力表進(jìn)行檢定校準(zhǔn)工作，導(dǎo)致壓力示值出現(xiàn)與實(shí)際壓力顯示值出現(xiàn)不一致的情況，這樣的情形往往在大量程以及周期檢定的壓力表中并不顯著，但是對(duì)于首次檢定的特別是小量程壓力表則會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。

出現(xiàn)這樣的問(wèn)題的原因則與彈簧管壓力表的組成以及工作原理有非常大的關(guān)系，密封后的壓力表中，殘留的氣體其氣壓值與生產(chǎn)地的氣壓值是基本一致的，但實(shí)際情況是，其使用或檢定的地址與生產(chǎn)地并不一致，而因不同地區(qū)海拔的差異會(huì)導(dǎo)致不同地區(qū)空氣壓力的不同，最終因?yàn)閴毫Ρ韮?nèi)部氣體壓力與外環(huán)境壓力的差異導(dǎo)致了在壓力示值檢定校準(zhǔn)過(guò)程中的顯示示值與壓力表實(shí)際示值不一致的情況發(fā)生。

2.2 壓力表耐壓測(cè)試的相關(guān)問(wèn)題

在彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表的檢定過(guò)程中，檢定人員往往還會(huì)忽略壓力表的耐壓測(cè)試，認(rèn)為示值準(zhǔn)確就可以了，耐壓測(cè)試沒(méi)有太大必要，而實(shí)際上，被我們忽視的耐壓試驗(yàn)往往會(huì)讓我們發(fā)現(xiàn)許多僅僅依靠示值檢定無(wú)法發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。

我們?cè)趬毫Ρ淼氖侵甘局禉z定過(guò)程中，主要是看其是否達(dá)到本身的精度等級(jí)，而彈簧管式壓力表的精度則取決于彈簧管的靈敏度、彈性滯后、彈性后效以及參與變形量大小等特性。而彈簧管的靈敏度則與使用的材料，彈簧管截面形狀，使用的壁厚，彈簧管彎角半徑的設(shè)計(jì)均有非常大的關(guān)系。彈簧管壓力表準(zhǔn)確度的高低，在其靈敏度的確定，從本質(zhì)上講，主要取決于彈性敏感元件在壓力或疏空作用下，所產(chǎn)生的彈性后效，彈性遲滯以及殘余變量大小（即儀表的來(lái)回差），而這些彈性敏感。元件的主要特性只有在其極限工作壓力（或疏空）下工作一段時(shí)間，才能最充分體現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)也可借此檢驗(yàn)彈性敏感元件的滲漏情況，所以看似沒(méi)有必要的耐壓檢測(cè)實(shí)際會(huì)暴露出非常多的問(wèn)題。

2.3 壓力表檢定過(guò)程中介質(zhì)選擇的相關(guān)問(wèn)題

在一般壓力表的檢定工作中其實(shí)有一個(gè)地方最容易被檢定人員忽略的，就是檢定過(guò)程中檢定介質(zhì)的選擇，在實(shí)際工作中，我們往往除了在使用方對(duì)壓力表檢定介質(zhì)有明確規(guī)定的情況下會(huì)根據(jù)實(shí)際情況選擇正確的檢定介質(zhì)，大多數(shù)時(shí)候檢定人員往往會(huì)完全忽視這個(gè)問(wèn)題。

而實(shí)際上在國(guó)際質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》中對(duì)壓力表的檢定介質(zhì)做出了明確的說(shuō)明。即測(cè)量上限不大于0.25MPa的壓力表，應(yīng)使用清潔的空氣或者無(wú)毒無(wú)害的且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體;而測(cè)量上限大于0.25MPa且小于400MPa的壓力表應(yīng)使用無(wú)腐蝕性的液體，或者根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器要求使用各種介質(zhì);測(cè)量上限大于400MPa的壓力表則應(yīng)使用要用甘油以及乙二醇的混合液或根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器使用要求使用相應(yīng)工作介質(zhì)。

2.4? 氧氣壓力表檢定中易被忽視的的禁油要求檢查

在氧氣壓力表的檢定過(guò)程中有一個(gè)細(xì)節(jié)往往會(huì)被檢定人員遺忘，就是氧氣壓力表的禁油要求檢查，為保證安全，在示值檢定工作之前，應(yīng)該查看氧氣壓力表中是否有油脂的存在，

我們通過(guò)將溫水注入壓力表的彈簧管內(nèi)，搖晃壓力表，之后將彈簧內(nèi)的溫水甩如盛有清水的容器內(nèi)，查看容器情書表面是否有油影的存在，判斷壓力表內(nèi)是否有油脂存在。

2.5? 壓力表檢定過(guò)程中液柱差的影響

在壓力表檢定的過(guò)程中，液柱差對(duì)于壓力表計(jì)量的準(zhǔn)確可靠有著一定的影響，這個(gè)影響由于其在程度上較小而往往被檢定人員忽略。

根據(jù)流體靜力學(xué)平衡方程式：

P = ρgh

式中：P – 壓力值

ρ– 介質(zhì)的密度

g – 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/p>

h -? 液柱差

而通過(guò)以上的公式我們便可以了解到壓力與我們使用的介質(zhì)密度、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取⒁褐罹幸欢ǔ潭鹊年P(guān)系。在同一臺(tái)設(shè)備上對(duì)壓力表進(jìn)行檢定的過(guò)程中，所使用的介質(zhì)、檢定地點(diǎn)的重力加速度均是一致的，所以壓力值便和液柱差有了非常重要的聯(lián)系。

而在實(shí)際的壓力表檢定過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)器與被檢壓力表之間的液柱差經(jīng)實(shí)際測(cè)量往往存在1cm甚至更大的誤差，我們假設(shè)檢定過(guò)程中存在1cm的液柱差，即△h=1cm。（計(jì)算過(guò)程中將1cm換算成0.01m，并假設(shè)使用的介質(zhì)為純水密度為1.0×10?kg/m?）

△P = ρg△h= 1.0×10?kg/m?×9.78712m/s?×0.01m

= 97.8712 Pa

所以，在《JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》中規(guī)定了對(duì)于測(cè)量上限不大于0.25MPa的壓力表，應(yīng)使用清潔的空氣或者無(wú)毒無(wú)害的且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體，而使用液體作為檢定介質(zhì)的壓力表檢定過(guò)程中，標(biāo)準(zhǔn)器與被檢表的受壓點(diǎn)應(yīng)該基本處于一個(gè)平面上，如果有較大的液柱差就需要考慮液位差所產(chǎn)生的壓力誤差，同時(shí)，我們也可以采取增加壓力接頭的方式來(lái)予以調(diào)整修正，達(dá)到使標(biāo)準(zhǔn)器與被檢表的受壓點(diǎn)應(yīng)該基本處于一個(gè)平面上得狀態(tài)。

3 結(jié)論

壓力表的計(jì)量是一項(xiàng)非常基礎(chǔ)性計(jì)量工作，但也恰恰因?yàn)槠浠A(chǔ)性使得檢定人員在壓力表的檢定過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)不注重細(xì)節(jié)，遺漏忽略許多檢定過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。而壓力表使用的廣泛性有導(dǎo)致又壓力表的計(jì)量設(shè)計(jì)到了工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)建設(shè)、科研發(fā)展等等國(guó)家經(jīng)濟(jì)科學(xué)發(fā)展的方方面面，所以看似基礎(chǔ)的東西也構(gòu)成和巨大的價(jià)值。上文中總結(jié)了一些個(gè)人在壓力檢定中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，有不足之處請(qǐng)多指正，也希望其能對(duì)大家在未來(lái)的壓力檢定工作中提供必要的幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]? JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規(guī)程[S]. 中國(guó)計(jì)量出版社. 2013