浅析活塞式压力计检定过程中的几个常见问题

浅析活塞式压力计检定过程中的几个常见问题

王丽娟,马永芳

青海西钢自动化信息技术有限公司 青海西宁 810005

摘要：活塞式压力表均基于静水平衡原理和帕斯卡原理开发压力测量仪器和设备。其基本原理与气体压力定义的固体模型非常接近，具有较高的精度和稳定的性能。关键是压力标准用于测量室、实验室或生产制造科学试验阶段，并可用于检测其他精密加工仪表板的测量性能。活塞压力计是气体压力值传输的标准仪器。因此，在校准活塞压力计时，应严格遵守技术规范要求的方法，以确保准确可靠的数值传输。

关键词：活塞式；压力计检定；问题；措施

对于活塞式压力计，一旦知道在线膨胀系数及其压力变化指数，就可以通过立即检查获得一组切屑质量比。在分析不确定度时，应考虑重复性、切屑质量、活塞温度检测、活塞线膨胀系数、活塞压力变形系数、标准活塞有效面积和待测活塞有效面积的重复性的不确定度。特别是，对于所需的不确定性分析，首先，我们需要创建一个不确定性的实体模型，在实体模型的前提下系统地解释它，确保没有扩展或遗漏，并适当测量整个标准中的各种不确定性。

1直接平衡法和起始平衡法的分析和比较

在用直接平衡法验证活塞有效面积时，考虑了两活塞之间的高度差、活塞的压力变形、活塞的整体温度变化和碎屑的空气浮力等因素。在活塞有效面积验证的直接平衡法和启动平衡法的数据分析中，强调必须准确测量高度差和切屑质量。启动平衡法应在两个活塞的主要参数相同或精度较低时进行；必须准确测量工作温度，防止波动过大；开始重新测试均衡点非常重要。在测量500MPa活塞压力计有效面积的实验操作中，讨论了以下问题：测量活塞在高压下的有效面积；活塞整体压力变形指数；关于磁通密度的讨论。

分析了不同型号、规格和测试范围的活塞式压力计。活塞压力表有一条高度标记参考线。通过直接平衡法精确测量得到的活塞有效面积压力（Ap-p）线性度与直接平衡法和启动平衡法的测量值吻合良好。在低测量范围内，两条Ap-p曲线的一致性较弱。找出原因：1）精确测量基准面的定位误差较大，特别是在低测量范围内的每个压力点。必须标记活塞下端口的基准面，以便精确测量。2）活塞的整体温度变化相对较大，因此必须准确测量活塞系统的软件温度。

2压力形变系数

可控间隙活塞压力表是由高压活塞压力表较大的压力变形产生的。活塞压力表的特性应尽可能根据试验数据确定。中国还使用基于可控制差距原则的大国压力标准。在1500MPa可控间隙活塞压力表实验中，测量了颤振压力Pz和工作涂层压力Pj、套筒规格特征参数和灵巧度阈值。数据表明，可控间隙活塞压力表检定过程中的相对扩展不确定度为0.02%，年可靠性优于0.01%。在验证可控间隙活塞压力表的HW方法改进建议中，Pz和d的测量精度选择了等效替代法，并使用最小二乘法将其简化为代数公式进行计算。在确定高压活塞压力计变形指数的验证试验中，根据可控间隙活塞压力计和随机变形活塞压力计的验证试验，得到的变形指数分别与理论计算结果相差23%和42%。强调应进行进一步的实验研究，以改善压力变形系数的传递问题。在活塞压力变形系数实验中，通过液体试验，得到了可控空心活塞的主要参数，从而确定了简单活塞的压力变形指数。对于精确测量限制在60MPa的活塞，活塞和气缸由钴合金制成，理论计算值与测量值之间的偏差在3到5倍之间。必须对切屑材料进行科学研究，科学测量钴合金夹杂物比、弹性模量和弹性模具，使测量值保持一致。

3活塞高度差的测量

在调整活塞压力表的液体高度差时，为了便于准确测量，活塞必须确定一个参考位置，这取决于活塞的形状。如果活塞是气缸，可以选择活塞的后端口作为参考面。在讨论可能危及检定数据压力表测量值的因素时，强调了数据压力表检定和使用中再现的压力系数不确定度受许多因素的影响，如空气密度、精确测量重力加速度、工作温度、，介质的高度差、组件的倾斜度等不能忽略。在分析和识别数据压力表指示误差的不确定度时，在压力值校验或修正时，被测数据压力表的要求和基准端应在同一水平面上，并应特别注意高差的调整。

4活塞压力计的常见故障及处理方法

4.1压力计活塞发黑、有划痕甚至有锈蚀的现象

其原因是介质不符合要求，物质含有残渣，酸值过高，仪器设备不能长时间使用。合理的做法是使用技术规范中规定的物质，使用航空汽油清洁、擦拭防腐油，当锈蚀严重时，将其送至制造商进行解决。然而，维护后，活塞应再次校准，活塞和碎屑应再次承受重量。

4.2活塞与活塞筒之间有气泡

在这种情况下，活塞和活塞筒内壁中有气体，压力表和压力表接头之间的闸阀可以关闭。打开油标闸阀，逆时针检查油标主轴，直到活塞到达最外端，将油杯中的物质泵入活塞筒，然后顺时针检查油指针主轴，直到柱塞到达最内端，使物质和蒸汽溢流到油杯中。重复几次，直到气体排出。

4.3压力真空计的惯性轮转动不灵活

这种情况是钢球不匹配，钢球表面生锈或缺乏油脂，钢球之间的间隙可以调整，同一型号的钢球可以更换或润滑。

4.4活塞转动不灵活或转不动

这是因为活塞压力表不水平，活塞不垂直，活塞和气缸之间的间隙太小，活塞刮伤、生锈，材料粘度太大，活塞或气缸变形，活塞和汽缸因长期放置而粘结，无需维护。可以调整压力表的垂直方向，使活塞处于垂直状态。用符合条件的粘度介质用航空汽油清洗活塞。如果变形过大，应将活塞或气缸送至制造商进行修理和更换。压力表不需要长期做好日常维护工作，活塞经常转动。如果更换或检修活塞，应再次校准，活塞和碎屑应再次承受重量，以确保压力表的计量检定特性。

4.5活塞下降过快,承不住压力

原因是活塞和气缸之间的间隙太大，气缸中有气体，材料粘度太低，接头的密封性不好。油标闸阀关闭不严，或油标针阀闸阀损坏、锈蚀、损坏或损坏。可以清除套筒规格腔中的空气，使用技术规范中规定的合格介质，查找泄漏点，拧紧泄漏点以拧紧螺帽。管道密封油标准闸阀或研磨针阀。

4.6承重盘平面对活塞中心线不垂直

原因是活塞变形和弯曲，负荷板不均匀，负荷板和活塞不垂直，可以更换活塞，负荷板与活塞连接处的更换螺钉可以调整到垂直。如果加载板不平整，可以用细锉刀将表面整平，但应再次验证承载力。确保垂直圆盘的质量保持不变。

4.7工作时反复加压,活塞不能升到工作位置

（1）检测系统间隙过大，需要返回制造商对检测系统进行维护；（2）如果加压水泵活塞组件中的塑料密封圈损坏，用扳手拧松丝杠螺母，反方向旋转充电轴，取出活塞组件，更换塑料密封圈；（3）检查系统中的密封圈是否损坏并更换；（4）如果油标组件太松，油标中的接头螺母内孔损坏，则取下并更换接头圆柱销；（5）与校准仪表连接的阀门组件太松，阀门组件中阀门针孔的橡胶垫圈损坏，更换橡胶垫圈；（6）如果管道破裂，拆除并更换管道；（7）阀门组件与仪表连接处的密封圈损坏，应更换密封圈；（8）如果管道中有气体，打开油标闸阀，关闭通向检测系统的闸阀，使用压力泵逆时针向管道中注入物质，关闭油标闸板阀，加压后打开油标闸门阀，您将看到气体排出，继续实际操作，直到主管道空气排出。

结论

活塞式压力表检定是一项专业能力强、技术难度大、基础知识要求高的工作。活塞压力计校准负责人不可避免地会遇到许多问题。然而，关于活塞压力计校准和其他方面的资料很少，解决校准过程中遇到的问题的方法也不多。

参考文献：

[1]李燕华.活塞式压力计专用砝码质量在计算和修正中的问题[J].计测技术，2020,(04):50~52.

[2]李海兵，悦进，卓华，等.活塞式压力计专用砝码的探讨[J].计测技术，2019,33(04):77~80.

[3]付欣艳，莫义华．电子天平测量值不确定度分析及评定[J]．计量与测试技术，2020,44(09):34~35.