壓力計量技術的標準化發展與應用

關鍵詞：壓力計量技術，標準化，發展，應用

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.12.029

0 引言

壓力計量技術，作為現代工業測量與控制領域的一項核心基礎技術，其標準化進程與應用成效對于保障各行各業的安全運行、提升產品品質、促進科研成果轉化為生產力，以及實現全球范圍內測量數據的準確互認，具有至關重要的意義。當前，壓力計量技術已經廣泛應用于能源、化工、機械制造、航空航天、環境保護、生物醫藥等諸多領域，其標準化水平的高低直接影響著相應行業的產品性能、工作效率、經濟效益乃至安全生產。因此，對壓力計量技術進行標準化管理，不僅是技術進步的必然要求，也是推動工業發展、提升國家競爭力的戰略需求。

1 壓力計量技術概述

壓力計量技術是一種用于測量與控制氣體或液體壓力的科學技術。該技術無論是在科學研究還是在人們的生產生活中都是不可或缺的。當下，壓力計量技術已經廣泛用于石油天然氣、化工、電力、冶金、航空航天、氣象、環保、醫藥、食品加工等諸多行業，是保障生產安全、提高產品質量、優化工藝流程、實現智能制造和數字化轉型的重要技術支持。該技術的核心主要是根據特定的傳感元件來感知介質的壓力變化，同時將其轉化為人們能夠讀取或者處理的信號[1]。比如，在較為傳統的機械式壓力表中，主要通過彈簧管、膜盒等機械結構將壓力轉換為指針偏轉的角度。壓力計量技術的主要技術環節為以下幾個部分：第一，傳感元件。在這其中，包括但不限于壓敏電阻、壓電晶體、硅微機械結構、光纖壓力傳感器等，這些元件將壓力信號轉換為能夠檢測的信號。第二，信號處理和轉換。該技術環節主要將原始信號進行放大、濾波以及線性化處理，輸出與壓力成比例的電信號或數字信號。第三，顯示和控制。通常情況下，壓力測試裝置會配有顯示器，將壓力值直接顯示出來，或者通過控制器實現對壓力的閉環控制。第四，校準和認證。任何壓力計量設備在出廠前都會受到嚴格的校準，以此來保證測量結果的準確性和可行性。校準工作的開展會根據國家計量檢定規程來進行，并且設備在使用過程中也需要定期校驗以保持其準確性。

2 壓力計量技術的標準化發展策略

當下，我國在壓力計量技術標準的研制方面取得了巨大進步。首先，已建立了完善的壓力計量技術標準體系，涵蓋了從基礎通用到專業細分領域的各類標準。例如JJG 926-2015《記錄式壓力表、壓力真空表和真空表》、JJF 1511-2015《記錄式壓力表、壓力真空表及真空表型式評價大綱》等，為壓力儀表的設計、生產、檢驗和使用提供了明確的技術指導。并且，根據不同行業的特殊需求，針對性地制定了石油化工、航空航天、電力、冶金等特定領域的壓力計量技術行業標準，確保了各行業內部壓力測量的一致性和準確性。

我國雖然在該領域已經取得了明顯進步，但是在壓力計量技術的標準化發展應用方面還有很大的上升空間。為了更好地推動壓力計量技術標準化發展，還要注重技術研發與標準化相結合，鼓勵科技創新，支持企業、高校和科研機構進行多種壓力計量技術的研發，同時在研發階段就注重標準化建設，確保新產品、新技術符合標準要求。另外，還要加大市場監管與執行力度，嚴格執行標準，加強對壓力計量器具市場的監管，確保市場流通的產品符合國家和行業標準要求[2]。人才是促進壓力計量技術的標準化發展的核心要素，因此，還需加強人才培養與宣傳普及。基于此，有必要開展標準化宣貫培訓，舉辦各類標準化研討會、培訓班，培養標準化人才隊伍，提升從業人員的標準化意識和技能水平，提高行業內外對壓力計量技術標準化重要性的認識，促進標準的廣泛應用和執行。

3 壓力計量技術的標準化應用建議

3.1 選用合適的設備

對于壓力計量技術的應用來說，設備的選用至關重要。為了保證測量結果的可靠性以及精準性，需要根據以下幾個重要因素來進行科學合理的選擇。首先，根據待測壓力的范圍選擇具有相應量程的壓力計或壓力傳感器。如此，不僅能夠有效覆蓋預期最大壓力，同時能有效規避因超出量程而導致設備損害的問題。其次，還要確立測量任務所需要的精度等級，并在此基礎上來選擇相應的設備。最后，要對設備所工作的環境進行充分考量，比如溫度、濕度、電磁感應等諸多情況，選用可以在特定環境下能夠穩定工作的壓力計量設備。信號輸出和系統兼容性亦是要考慮的重要因素。假如壓力計量設備需要和自動化控制系統或數據采集系統對接，就要確認設備的信號輸出類型與接收系統的輸入要求相匹配，確保數據傳輸的準確性和穩定性。有效選用壓力計量設備需要對測量任務有清晰的認識，綜合考量設備的各項性能指標、工作環境等因素，最終選擇一款既能滿足測量需求，又能適應工作環境，且具有較高性價比和穩定可靠性的壓力計量產品。

3.2 定期校準與維護

在壓力計量技術的應用過程中，定期校準與維護是確保測量準確度、延長設備使用壽命以及保障生產安全的重要環節。對于校準工作的開展，首先應制定校準計劃，依據壓力計量設備的使用頻率、重要程度、環境條件以及相應國家檢定規程規定的推薦周期，制定合理的校準計劃。一般情況下，壓力測量儀表至少每半年校準一次，而精度要求高的實驗室或特殊應用場合可能需要更頻繁的校準。然后，便是要選擇那些合格的校準機構來展開校準工作[3]。所選的計量檢定機構一定是國家認可的，或是具有相應資質的實驗室也可，如此方能保證校準過程符合國家或國際標準。而對于維護保養工作，必須要實施日常檢查，定期對壓力儀表的外觀進行檢查，重點檢查有無損傷、銹蝕、泄漏等問題。同時也要確認儀表讀數的穩定性，尤其是在環境條件發生變化時，以此來保證設備的精準性和穩定性。清潔和消毒也是必不可少的工作，針對接觸介質的部件，比如，壓力接口、傳感器敏感元件等。應實施定期清洗消毒，將積累的污垢、油脂、腐蝕物等去除，有效防止這些物質影響測量精準度。與此同時，還要進行功能測試，通過測試來確定電源、信號輸出、報警功能等方面是否可以正常運行，如果發現問題要及時進行解決。在校準與維護過程中，如果發現構件不能維修的，或是已經沒有必要維修的要及時進行更換。

4 結語

總而言之，壓力計量技術關乎到人們生產生活的許多方面，因此，應重視并促進其走向標準化的發展道路，推動整個人類社會的發展進步。

作者簡介

魏濤，本科，高級工程師，研究方向為力學計量。

（責任編輯：劉憲銀）