压力校准

压力校准（共6篇）

压力校准 篇1

1 前言

压力表是一种用于反应具体压力数值的仪表, 越来越广泛地应用于工业过程控制过程和技术测量过程。特别是在锅炉和加气设备等耐压容器的特种设备里面, 压力表一般被比喻成压力设备的眼睛, 是安全设备必不可少的组成部分, 这样一来, 压力表自身的质量好与坏就直接关系到了生产安全及经营建设。在实际的工作过程中, 每年对压力表进行鉴定的时候, 这方面的工作量相当大, 尤其是在压力表集中送检的时侯, 更是要求检定人员进行简化操作, 来提高工作效率, 但如何能够确保既提高检定效率, 又能确保压力表的质量, 这正是本文所要阐述的主要内容。

2 压力表的正确选取与使用

2.1 一般来讲, 压力表的组成相对简单, 造价较低, 但在工作过程当中, 想要准确测量压力必须要用到压力表。

维持好压力表的寿命, 就要对其的安装、保养提高精确度。在选取压力表的过程中, 其满量程刻度最好是容器系统所要求最高设计压力1.5到3倍, 一般选用2倍于最高设计压力。压力表的表盘直径应不小于100毫米, 表盘中应该具有醒目的容器系统最高设计工作压力的红线刻度值, 作为压力表的数值分析重要技术指标。

2.2 不同工作环境的压力表采用的不同安装方法, 具体压力表使用环境下的安装有以下几点注意事项:

(1) 压力表的安装应设置于容易拿取、便于清除赃物的地方, 尽量不要阳光直射和冻或者受到振动等等容易使压力表的数值产生偏差的复杂的环境中; (2) 压力表安装的时侯应该保持压力表表身保持垂直方向, 如果压力表所处的位置偏高, 也可以略微向前面倾斜, 以便观察压力表数值, 但倾斜的角度应该控制在30度的范围之内; (3) 一般来说, 应当在压力表的前面安装对应的缓冲管, 来缓解弹簧弯管内压缩的空气, 避免了压力表的异常工作, 还有利于凝结水的积存; (4) 在安装压力表的过程中, 应该在缓冲弯管中间装上三通旋塞或着针型阀, 这样会使校验压力表运行起来既简单又方便。

3 压力表在检定过程中的操作规程

安装压力表前期, 需要计量部门对压力表的质量进行检验。并在检验合格后给出相应证书。在今后的使用过程中, 压力表应该每个版面进行一次校验。校验的基本步骤如下: (1) 第一, 根据JJG52-1999标准之中规定, 由计量检定负责人员严格遵守规程要领, 选择同等计量或者大于两成的校验器来对压力表进行检定校验, 并确定标准表的使用是否在规定的有效期内。为了确保压力表在检定过程中的精确度, 为了达到精密测量设备的技术要求, 按照相关部门的见底规则和技术文件上的相关误差要求, 检验过程中所选用的精密压力表的基本误差绝对值不能超过被测压力表误差绝对值的1/4。这样的检定才能够真实反映出被测压力表的实际情况。 (2) 接下来在校验仪器上分别装上选取好的标准表和被检的压力表, 如果是用于氧气、乙炔等禁油表, 需安装在和油水分离器相连接的禁油接口上, 同时对调整压力表的校验器进行检查, 将多余空气在油路中排出, 使得各部位的安装到位。 (3) 下一步需要控制当前室内温度、湿度, 确定当前情况下是否能够达到相关检定规程的要求, 也就是说温度应该控制在15-25度之间, 保持相对湿度低于85%, 不然, 应使用空调来让温度和湿度达到规格要求。温度和湿度的实际值应填写到“压力表检定记录”之中。 (4) 再下一步是对压力表外观的检查和零位准确性的检查;用目测的方法观查压力表外观、数据标志、刻度以及表盘等, 观测零位时需注意对有无止销的压力表进行区别对待, 看其是否符合当前检定规程的相关要求, 并将结果记录到“压力表检定记录”上。 (5) 下面是检定压力表的示值, 对升压和降压按照分度线来进行依次检定。检定过程中, 需逐渐平稳地使其降压 (或升压) , 当标准表的指准指向相应的分度线时, 记录所检定的压力表的表示值, 然后轻轻的敲打一下表壳, 并记录下轻敲后所显示的示值和轻敲所造成的位移。在示值达到测量的上限时, 把压力表的供压阀门关掉, 并切断压力源, 耐压3分钟, 此时记录一下压力表的耐压情况, 接下来按照原定的检定点平稳地升压 (或降压) 来进行倒序回检。如果被检的是压力真空型压力表, 则检定真空部分;如果被检的是特殊压力表, 就需要针对具体的情况进行特殊检定, 但是要保证每一项检定都是根据规程进行, 并对其进行记录。 (6) 最后, 检定结果与相关规程技术要求相符合的压力表可以界定为合格产品, 将相关的计量合格标签填写好, 然后粘贴在压力表的表盘玻璃内, 粘贴完毕后打铅封;检定结果不符的压力表, 重新调整、修理和检定各个检测不合格的项目, 直至合格, 修理之后的被检压力表需重新执行上述检定程序;损坏严重且确实无法修复的压力表, 需填写相应“计量器具报废单”, 向相关负责人审批后进行报废处理, 并贴上“禁用”字样的标签, 以防造成安全隐患。

4 日常检定过程中发现的较常见的压力表故障大致有以下几个方面

(1) 当压力表承载压力升高后, 表针位置不发生变化。导致该现象出现的原因分析如下:旋塞没有打开;旋塞与压力表的连管的存水弯管堵塞;也可能是压力表的指针与中心轴松动或压力表指针卡住。 (2) 压力表指针抖动原因有:表里面的游丝遭到损坏;旋塞或存水弯管通道局部被堵塞;压力表中心轴的两端弯曲, 轴两端转动不同心。 (3) 在无压的情况下指针不指向零的位置, 造成这种现象的原因是:弹簧弯管因变形失去弹性;指针与中心轴的连接松动, 或指针卡住;旋塞、压力表连管或存水弯管的通道堵塞。 (4) 压力表的指示不正确, 超过允许的误差范围, 一般是由弹簧管高温或者过载而产生的变形或齿轮磨损松动也或许为游丝紊乱旋塞泄漏等原因造成的。

5 压力表出现超差后的调整方法

对于压力表来说, 弹簧管制式的压力表是一种比较广泛应用的压力仪表, 在对其检定的过程之中, 被测的压力表往往会产生示值超差的问题, 解决示值不准的具体方法有以下三个: (1) 对于每一个检测点的超差值相同时, 一般在压力表升压后, 在除零点之外的首个校验点安装指针, 用来校准示值。 (2) 压力表示值误差如果显示为线性的误差, 如果出现此类情况, 需要将压力表的示值螺钉向外侧移动, 进而增加螺钉的臂长减少误差;相反, 则需要向内侧移动螺钉, 从而减少螺钉臂长, 精确压力表的显示示值。 (3) 当压力表的示值出现先正误差后负误差的情况时, 需要对压力表进行逆时针转动机芯, 从而扩大拉杆和扇形齿轮之间的夹角, 减少误差;相反, 就需要顺时针的方向机芯方向, 缩小大拉杆和扇形齿轮之间的夹角。一般经过调整之后, 还是出现误差的话, 只需要再移动节螺钉就可以了。

6 结束语

为了达到提高效率、满足单位对压力表的检修要求, 在检定压力表的工作要求检定人员不仅要按照检定规程操作而且结合自身的实际工作来进行, 不断地发现和解决问题, 从而不断完善压力表检定过程, 实现检验规范化、标准化的目的, 更好的服务于社会。

摘要：文章主要从压力表的选用和使用过程中需要注意的事项进行了阐述。重点介绍了在压力表的计量检定的过程中遇到的具体问题, 同时研究了关于影响检测工作精确性的主要原因与应对措施。目的是为了指导和规范检定人员正确地实施压力表检定校准和修理工作, 提高检定人员的工作效率和相关业务水平。

关键词：压力表,规程,检定,超差

参考文献

[1]张宝龙.压力表使用与维修[M].北京.中国计量出版社, 2003.1.[1]张宝龙.压力表使用与维修[M].北京.中国计量出版社, 2003.1.

[2]魏晓克.关于JJG52-1999修订的几点建议《.中国计量》2010.2.[2]魏晓克.关于JJG52-1999修订的几点建议《.中国计量》2010.2.

压力校准 篇2

1 压力计量测试技术

1.1 压力计量测试过程中存在的问题

1.1.1 压力表使用不当

在进行压力计量测试时, 关键在于用正确的方法使用压力表进行检测, 准确的对检测结果进行估读, 最大程度的降低压力计量测试过程中的误差, 提高测试结果的精确性。这不仅能够有效的保证工业生产快速高质量的完成任务, 还能将企业的经济效益大大提高。然而在进行压力计量测试时, 有些检测人员在对结果进行估读时, 方法上存在一定问题, 从而使得测量结果出现误差。这些误差虽然影响较小, 可对于有高精度要求的工业生产行业却有着十分严重的影响, 更甚至会影响工业产品的相关性能。因此在进行压力计量测试的过程中, 检测人员一定要严格注意压力表使用的准确性, 减少或消除误差。

1.1.2 检定步骤不严密

压力计量测试是一项复杂且要求严格的工作, 因此对于进行测试的工作人员也有着较高的要求规定, 除了具有以一定的相关技能专业知识外, 更着重要求检测人员具有高度的工作责任心, 对待工作态度严谨, 更要具备细心、耐心的高素质等, 才能在检测工作中得出准确的压力计量参数, 为工业生产提供强有力的保证。可实际压力计量测试过程中, 却经常发现许多检测人员工作态度懒散, 甚至自己主观的省略一些测试步骤, 例如:在压力计量测试的结果值到上限后, 就急于进行下一步的倒序回检工作, 而不管测试数值是否进行了耐压这一步骤。这充分显示出压力计量测试人员严重缺乏专业知识, 完全没有意识到存在漏耐压在测试过程中的重要性。

1.1.3 误差理论认识不足

对于检测工作人员的高要求主要是为了减少误差, 可是根据压力计量测试的相关要求可知, 在测试过程中是允许基本误差的存在的。许多测试人员在进行相关操作时, 对于压力计量的误差理论了解不够, 认识不深, 因此计算的方法也出现一些问题, 就连精度压力表也出现多处误差。其实, 所谓的压力表允许基本误差, 指的是按照检定规程对于压力计量测试精度等级所规定的最大误差, 一般允许一个压力表有一个基本误差。

1.2 压力计量测试技术的发展进程

通常所了解的压力计量测试技术由计量、测试两部分组成。压力测试方面的发展, 带动了信号调理技术、压力传感器技术、高速数据采集技术与高速数据处理技术等相关技术的同时发展, 使得压力测试的速度、准确度都有所提高。而对于压力计量来讲, 不仅仅致力于静态压力计量测试技术的快速发展, 且已经找到计量测试技术的发展研究方向, 即重点进行动态压力校准技术与现场压力校准技术的发展提升研究, 改善数字压力计的性能。早在1992年初美国NIsr著名的压力室、长度室就同DH公司进行了通力合作, 运用陶瓷材料中的新型活塞压力作为基准, 进行的压力计量测量范围在 (2.5~175) k Pa之间, 直径长达50mm, 这成为后来工业化国家进行实验普遍使用的一种压力基准。随着技术的逐步发展, 动态校准技术也随之出现, 为动态压力测试提出了新的校准要求, 大大的提高了测试数值的准确性。

当然除了技术的各种发展进步外, 也要注重压力计量测试过程中的细节, 按照正确的专业知识, 调用知识丰富、素质高的检测人员进行压力计量检测工作也是十分必要的, 可以最大程度的降低人工误差的出现, 影响检测数值的准确性。

2 现场压力校准

压力校准技术根据其特征可以被理解为:在相关规定下, 压力标准所复现的测量数值进行一一对应的比较后, 得出的压力表、压力计量测试系统的指示值就是压力校准技术。它的校准过程, 主要是用一个统一的压力参考标准, 给压力表进行赋值然后进行相关量值, 用规定的校准链, 去得出最后所需的量值, 如下图所示。

由上图可知, 压力校准的目的在于对作压力表的示值进行一定的补偿、调整及修正, 以确保压力表性能的准确性, 从而可以安全有效的运用于实际压力计量测试中。压力计量测试技术的发展, 从某种意义上讲带动了压力校准技术相应发展, 二者关系密不可分, 相辅相成。

由于压力表的性能不同, 因此工作现场也有所不同, 不同的工作环境下进行压力计量测试的条件也截然不同, 甚至于有的检测场地条件是实验室检定工作所不能满足与完成的。一般进行实验室的压力计量检定, 都会将压力表拆下来进行, 待检测工作结束后又装回原有设备上, 这样的工作繁复, 耗时长, 强度大, 严重影响了检测的工作效率。因此对于许多生产实践来说, 采用现场压力校准成为首选, 从而带动了现场校准仪表的研究发展。1994年英国某公司推出一款便于携带的自动压力校验仪———1292型;2000年, 我国也成功推出了HDPI一2000C数字压力校验仪, 这款由西安特种仪表研究所制造的便携式压力校准仪, 可以自动的校准出位于 (-0.1~19) MPa范围的数据, 而所得数值误差为±0.05%FS, 大大的推动了我国现场压力校准技术的发展。同时也能很好的克服恶劣检测环境下的不便, 快速高效的完成现场压力校准, 缩短工作时间, 提高效率降低误差, 保证压力计量测试数值的精确性, 为工业生产带来新发展。

3 结语

压力计量测试技术与压力校准技术对于工业生产来说都具有重要的作用, 因此要不断的进行技术发展, 为我国生产质量带来有力的保障。

摘要：压力计量测试技术的飞速发展给生产、科研等领域带来了一定的经济效益, 是工艺进程的重要标志。论文以压力计量测试技术的发展为基础, 通过现场压力校准来检验压力计量测试的准确性, 从而为压力计量测试技术的进步提供更好地保障。

关键词：压力,计量测试,压力校准

参考文献

[1]孙跃.浅谈压力计量测试技术的发展[J].黑龙江:科技创新与应用, 2012.

[2]梁文财.浅谈压力计量测试技术的发展[J].四川:计量与测试技术, 2012.

[3]廉静, 廉杰.压力计量检定中常见问题及其对策分析[J].北京:科技传播, 2011.

[4]左钢.压力仪表检定的发展方向和现场压力校准[J].北京:中国计量, 2007.

压力表的计量检定与校准分析 篇3

关键词：压力表,计量检定,校准分析

压力表是一种测量压力大小的仪器, 主要被应用在工业生产过程以及技术测量领域, 并在时代的发展过程中, 渐渐被人们熟知。压力表的检定质量的好坏将会直接影响到工业的安全生产以及经营建设, 所以说压力表与工业生产的顺利开展息息相关。接下来我们将主要探讨与压力表相关的以下五个方面的内容。

1 压力表的选用和使用

我们目前所用的压力表的构造十分简单, 价格比较低廉, 但却是工业生产过程中不可或缺的测压仪器。为节约工业生产的生产成本, 减小生产误差, 我们必须要学会合理的选择压力表的类型, 正确的安装和保养压力表, 以保证工业生产的正常开展。我们工业生产中所用的压力表的量程必须为容器系统的工作压力的一点五倍到三倍, 但为了安全起见, 我们一般选用量程为容器系统的工作电压的两倍的压力表。另外, 我们所选择的压力表的直径要大于等于一百毫米。

2 压力表的安装设置

压力表所采用的安装方法和具体的安装位置会因压力表所处的工作环境的不同而有所差异, 如果在压力表的工作环境固定的情况下, 我们在安装压力表的时候应该遵守以下几条规定:

(1) 压力表应该被安装在易于观察和取放以及易于清除污垢的位置, 尽量不要安装在阳光直射或气温比较低的位置, 以保证压力表的显示值的准确性。

(2) 我们在安装压力表的过程中, 应该始终证压力表的表身处于垂直方向, 但如果压力表安装的位置比较高, 也可以使压力表的表身稍微向前倾斜一点, 以便于工作人员读取压力表的显示值, 但是压力表的表身的倾斜角度不应大于三十度。

(3) 我们在安装完压力表以后, 还应该在压力表的前面安装一个缓冲管。因为缓冲管可以缓解弹簧管内的压缩气体, 以避免压力表在工作的过程中受到气体的影响。另外, 缓冲管还可有利于收集凝结水。

(4) 在安装压力表的过程中, 我们应该在缓冲管的弯曲部位的中间位置安装三通旋塞或型阀, 以保证压力表的正常工作。

3 检定压力表的操作步骤

我们所使用的压力表在安装以前, 都应该经过国家相关计量单位的检验, 并出示相关合格证明。另外, 对于处在使用过程中的压力表, 我们也应该安排相应的人员对其进行定期的检定和校验。其校验的步骤主要包括以下几步:

(1) 压力表的计量检定人员在检定的过程中应该严格按照相关规范来开展工作。在工作刚开始的时候, 工作人员应该根据被检验的压力表的量程来选择与其相符的校验仪器, 另外我们还应该检查所用的标准表的标签, 看看其是否在有效期之内。同时我们在选用压力表的时候, 其误差范围应该符合相关规范的基本要求。

(2) 我们在校验的时候应该先把标准表和被检验的表都安装在校验仪器上, 但如果被检表是氧气或乙炔等禁油表, 则我们需要把被检表安装在与油水分离器相连接的禁油接头上, 然后检查和调整校验器, 同时还需要除去油路中的空气, 以保证各个部位处于较好的状态。

(3) 观察检定房间的温度和湿度, 看看温度和湿度条件是否可以满足要求。

(4) 检查压力表的外形和内部零件是否符合要求, 然后将检查结果记录在检定记录表上。

(5) 对压力表的显示值的检定要按照标有数字的刻度线来依次开展。

(6) 检定过程中所用的标准表采用的是对线读数的方式, 而被检表则是采用估计读数的方式。另外在读取误差的时候, 应该按照相关规范进行, 误差要在规定范围以内才能记录在检定记录表上。

4 压力表检定过程中常见的问题

4.1 当压力升高的时候, 压力表的指针有时会无法转动

压力表之所以会出现这种状况主要是由于压力表的旋塞没打开, 旋塞与压力表连管发生阻塞或指针被卡住造成的。

4.2 压力表的指针在工作的过程中有时会发生抖动

压力表的指针会发生抖动有可能是由于压力表的游丝被损坏, 中心轴发生弯曲或轴两端转动的中心不相同造成的。

4.3 压力表的指针在没有施加压力的时候无法归零

这种现象主要是由于指针与中心轴连接处发生松动, 弹簧弯管失去弹性, 指针被卡住或压力表的存水弯管阻塞造成的。

4.4 压力表的显示值不正确, 其误差超过了规范要求的最大误差。

这种现象有可能是因为齿轮的轮轴发生磨损, 游丝紊乱或旋塞阻塞造成的。

5 压力表显示值出现超差时的调整方法

(1) 在压力提高的过程中, 我们不仅要将每一检定点的超差值设为相同的数值, 还应该在除零点之外的第一个检定点重新安装一个指针, 以校正压力表的显示值。

(2) 压力表在工作的过程中, 其差值有时会呈线性误差。如果其显示值的误差逐渐增加, 则我们需要将显示值调节螺钉向外移动, 以增加臂长;如果显示值的误差逐渐减小, 则我们需要把调节螺钉向里移动, 以缩短臂长。

(3) 如果压力表的显示值的超差先出现正误差、后出现负误差, 则我们需要把机芯逆时针旋转, 以增加拉杆与齿轮间的夹角;如果超差先出现负误差再出现正误差, 则需要顺时针转动机芯, 以减小两者的夹角。在经过调整后, 如果误差呈线性变化, 则只需要调节螺钉就可完成任务。

(4) 如果压力表的显示值在压力增加到一半时出现超差, 我们需要在升压的过程中重新安装一个指针, 如果仍然无法消除误差, 则可以减小拉杆与齿轮间的夹角。

(5) 如果压力表的显示值仅在一个或两个点出现了超差, 则需要检查机芯的工作状况和齿轮是否发生磨损。

(6) 如果我们对某一块压力表进行多次调整仍然无法消除超差的现象, 则超差现象可能是由于弹簧管发生变形造成的。

6 结束语

压力表的计量检定与校准对于压力表来说, 是非常重要的一部分内容, 我们要不断深入研究该方面的知识, 提高压力表测量的准确度, 以便于压力表可以更好地为人们服务。

参考文献

[1]张宏宇.浅析压力表的计量检定与校准[J].科技致富向导, 2012 (06)

气密性检测仪压力校准方法的研究 篇4

1 校准的设计思路和所选标准仪器

1) 校准的设计思路。根据仪器工作原理在对通用性气密性检测仪进行压力校准时, 将数显精密压力表接入气密性检测仪被试件端口, 控制检测仪充气、平衡、放气等动作, 将精密压力表显示工作需要的最优值, 调节气密性检测仪主板点位器或标定键, 使气密性检测仪的显示值与精密压力表示值保持一致, 用此方法对气密性检测仪进行压力校准。

2) 校准用标准仪器[1]。依据规程JJG875-2005《数字压力计检定规程》。“选用的压力标准器的测量范围应大于或等于压力计的测量范围。对0.05级以上 (含0.05级) 的数字压力计, 选用的压力标准器的最大允许误差绝对值应不大于数字压力计最大允许误差绝对值的二分之一”的思路, 选取准确度等级及量程与通用气密性检测仪使用范围相匹配的数显精密压力表。

2 校准的步骤及方法

1) 气源的输入。a.调节外部压力调节阀, 通过压力表显示, 将测试气源引入气密性检测仪。b.将数显精密压力表接气密性检测仪的接试件口。2) 校准前准备。a.调节气密性检测仪, 保证输出压力为零。b.将气密性检测仪通电5分钟后, 取下数显精密压力表管路。c.按检测仪的复位按钮, 当检测仪显示屏显示“检测画面”后, 接上数显精密压力表管路。3) 压力校准。a.按气密性检测仪面板上指示键, 使仪器处于通气状态。b.选择检测仪常用的压力值作为压力校准值。调节通用气密性检测仪, 使数显精密压力表的显示值为常用压力值。c.调节主板电位器或标定键, 使气密性检测仪显示值与数显精密压力表读数一致。d.压力校准结束。关闭电源气源, 装上检测仪的外罩, 并取下数显精密压力表。

3 气密性检测仪压力不确定度评定

以选取等级为0.05级、量程为 (0~60) k Pa数显精密压力表, 对准确度等级为0.3级的气密性检测仪在10k Pa进行压力校准为例, 对其进行测量不确定度的评定。

3.1 数学模型及标准不确定度来源分析建立数学模型:δ被=P被-P标

式中:δ被———气密性检测仪示值误差;P被———气密性检测仪检定点示值;P标———数显精密压力表压力值。

1) 数显精密压力表引入的不确定度分量u (△mc) 。2) 测量过程中随机影响量引入示值重复性的标准不确定度分量为A类不确定度 3) 分辨力引入的B类不确定度分量 4) 环境温度引入的不确定度分量。

3.2 分析计算各标准不确定度的分量

1) 数显精密压力表引入的不确定度分量 选取等级为0.05级, 测量范围 (0~60) k Pa数显精密压力表对气密性检测仪进行压力校准, 则标准压力表引入的不确定度为, (均匀分布)

2) A类不确定度分量 在相同的条件下, 对气密性检测仪进行10次测量, 记录标准表读数, 以10k Pa为例,

单次测量的实验标准偏差为:

以单次测量的实验标准偏差作为实验结果:

3) B类不确定度分量 气密性检测仪的分辨力一般能达到±1Pa, (均匀分布) :

4) 环境温度对标准数显精密压力表、被检气密性检测仪均产生影响。在日常工作中, 温度能保持在 (20±5) ℃的范围内, 该温度对标准器的影响已包含在其0.05%准确度内, 此处不再重复分析;气密性检测仪工作温度为 (0~50) ℃, 温度对检测仪产生的影响已包含在其重复性引入的不确定度内, 故不再重复分析。

3.3 合成标准不确定度uc

由于各标准不确定度分量之间相互不相关, 气密性检测仪标准不确定度由公式:

uc=姨u2△m△c△+u2B1+u2B2=姨0.0172+0.0012+0.0005772=0.017k Pa

3.4 扩展不确定度U

3.5 不确定度的报告

气密性检测仪在10k Pa时, 其不确定度报告为:

3.6 符合性判定[2]

依据JJF1094-2002《测量仪器特性评定》进行符合性判定。“对测量仪器特性进行符合性评定时, 若评定结果示值误差的测量不确定度U与被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值MPEV之比, 小于或等于1∶3, 即 此时仪器示值误差评定的测量不确定度的影响可以忽略不计。”该气密性检测仪最大允许误差绝对值MPEV=0.3%×60k Pa=0.18k Pa, 即该气密性检测仪压力校准不确定小于仪器最大允许误差绝对值的三分之一, 可以忽略校准不确定度对气密性检测仪的影响, 该评定方法可靠。

4 结论

1) 为保证该气密封检测装置检测的准确性, 编制了气密性检测仪压力校准方法, 可确保其使用的可靠。

2) 通过对试验分析, 研究各种因素对校准数据的影响, 分析产生检测误差的因素, 举例说明气密性检测装置压力校准的不确定度评定方法, 通过了符合性判定, 在实际校准使用中取得了满意效果。

参考文献

[1]JJG 875-2005数字压力计检定规程.

[2]JJF 1094-2002测量仪器特性评定.

压力校准 篇5

校准和测量能力是校准实验室在常规条件下能够提供给客户的校准和测量能力。按CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》对CMC表示提出多种表示方式, 文章以活塞式压力计校准数字压力计项目为例, 在对整个测量范围、各测量点的测量不确定度进行评估基础上, 讨论数字压力计CMC的表示。

1 扩展不确定度评定

1.1 测量模型和灵敏系数

按JJG 875-2005《数字压力计检定规程》, 采用0.02级活塞式压力计作为标准器校准0.05级数字压力计。以示值误差的形式给出测量模型, 见式 (1) 。

式中:△p-压力示值误差, MPa;

pi-数字压力计压力示值, MPa;

p0-活塞式压力计压力示值, MPa。

pi和p0互不相关, 方差为:

则合成标准不确定度:

1.2 标准不确定度分量

校准数字压力计的标准不确定度分量包括数字压力计压力示值重复性、数字压力计分辨力、活塞式压力计最大允许误差、活塞式压力计与数字压力计的液位高度差以及环境温度变化等。

数字压力计压力示值重复性与数字压力计分辨力引起的不确定度分量:根据JJF 1033-2008《计量标准考核规范》/C.1.4, 被测仪器的分辨力会对测量重复性产生影响, 当两个分量同时存在时, 取二者中的较大值。作者通过实际校准结果发现, 数字压力计分辨力引入的标准不确定度分量在多数情况下大于等于数字压力计压力示值重复性产生的标准不确定度分量, 因此取数字压力计分辨力引入的不确定度分量代替数字压力计压力示值重复性分量。

活塞式压力计与数字压力计的液位高度差引起的不确定度分量:活塞式压力计和数字压力计的液位高度差通过加放小砝码的方式得到消除和修正, 在实际校准过程, 产生的高度差引起的不确定度分量可忽略不计。

环境温度变化引起的不确定度分量:校准环境一般为恒温室, 温度控制在 (20±2) ℃, 受温度变化引入的不确定度分量可忽略不计。

经文章分析, 0.02级活塞式压力计作为标准器校准0.05级数字压力计, 其标准不确定度分量一般为数字压力计分辨力和活塞式压力计最大允许误差产生的分量。

1.3 校准结果的测量不确定度的评定

1.3.1 标准不确定度分量评定

(1) 数字压力计分辨力引入的标准不确定度分量为:

式中:δpx-数字压力计分辨力, MPa;px-数字压力计测量点, MPa。

(2) 活塞式压力计最大允许误差引入的标准不确定度分量:

1.3.2合成标准不确定度计算

1.3.3扩展不确定度

取包含因子k=2, 则扩展不确定度为:

从式 (7) 可见, 0.02级活塞式压力计作为标准器校准0.05级数字压力计, 其扩展不确定的大小一般取决于数字压力计的分辨力和测量点值。将式 (7) 做进一步的推导简化为式 (8) 。

2举例验证式 (8) 的正确性及CMC的表示

(1) 测量范围 (0-40) MPa、分辨力为0.001MPa数字压力计, 标准器为0.02级、测量范围 (1-60) MPa的活塞式压力计, 每间隔8MPa为1个校准点, 带入式 (8) 、式 (7) 分别得到各点的扩展不确定度见表1、表2。

(2) 测量范围 (-100~0) k Pa、分辨力为0.01k Pa数字压力计, 标准器为0.02级、测量范围 (-100~250) k Pa的活塞式压力真空计, 每间隔-20k Pa为1个校准点, 带入式 (8) 、式 (7) 分别得到各点的扩展不确定度见表3、表4。

通过对16支不同测量范围、不同分辨力的数字压力计将近160多个校准点进行的分析评定, 评定结果相同几率达到了97%以上, 因此式 (8) 能简明、方便地表示0.02级活塞式压力计校准数字压力计的最佳测量能力。

3 式 (8) 使用注意事项

第一, 校准0.05级数字压力计, 若是正压校准, 为实际校准点值;若是负压校准, 尽管此时为实际校准点值, 但是在使用式 (8) 计算各校准点的测量结果不确定度时, 应按照100k Pa代入。第二, 利用式 (8) 得到的测量结果不确定度U, 小数点后位数应与数字压力计的分辨力保持一致。当保留两位有效数字时, 按“不为零即进位”进行修约;当保留一位有效数字时, 按“三分之一原则”进行修约。

4 结束语

通过文章分析推导获得的式 (8) , 可作为0.02级活塞式压力计校准数字压力计的CMC表示, 也可为0.02级活塞式压力计校准0.05级数字压力计评定校准结果的扩展不确定度时的简化使用。

参考文献

[1]JJG 875-2005.数字压力计检定规程[S].

[2]JJF 1033-2008.计量标准考核规范[S].

压力校准 篇6

耐震压力表是在普通压力表的基础上,内部填充阻尼液并加装缓冲机构,减轻环境剧烈振动及介质的脉冲对仪表的测量准确度及使用寿命的影响。耐震压力表指示稳定清晰,广泛应用于机械、石油、化工、冶金、矿山、电力等部门。不锈钢耐震压力表具有抗介质腐蚀性能,在石油钻井中被广泛应用。由于耐震压力表长期工作在机械振动及压力脉动的环境下,容易产生疲劳,应该定期对其计量特性进行校准,以保证其测量的准确性。SY/T6817—2010《耐(抗)震压力表校准方法》中规定,抗介质脉动检验[1]方法如下:“将压力表安装在能产生正弦波形脉动压力、频次为每分钟(60±5)次的脉动压力源上。在量程的30%~40%之间的一个检验点上施加脉动压力,其幅度不大于该点压力值的10%,待压力表脉动幅度稳定后,考查压力表的减幅比和脉动误差。”能够产生上述脉动压力最直接的方法就是使用一种柱塞式压力计,使活塞在一很小的距离内往复运动。由于液体的体积压缩系数[2]随压力的升高而降低,而且,在充满液体的的密密闭的刚性容器内,液体的压力受温度的影响很大,因而在脉动压力源活塞冲程不变的条件下,脉动压力源的振幅也会随外界环境的不同有较大的变化。加上不同型号的压力表,其传压孔的容积可能会有不同,在相同的活塞冲程,即容器增量ΔV不变的条件下,由于总体积V的变化,产生的压力变化Δp与ΔV成反比变化。也就是说,在活塞冲程不变的情况下,脉动压力源的相对振幅随被测压力表传压孔的容积、压力表的量程以及环境温度的不同而不同。为保证在任何情况下,脉动压力源都能产生一个满意的振幅,设计了振幅可调式脉动压力源。

1脉动压力源的设计

1.1结构和工作原理

如图1所示,压力源的结构由调速减速电动机、脉动压力发生装置、调幅机构和压力连接器4部分组成。

其中,脉动压力发生装置是压力源的核心,其内部结构如图2所示。其工作原理是在静态压力达到实验压力且系统完全封闭的情况下,电动机以规定的转速驱动凸轮轴,凸轮轴推动活塞前进使压力升高。当活塞前进到上死点后,活塞在液体压力的作用下后退到下死点。凸轮轴不断地转动,系统压力便会由高到低周期性的变化,形成脉动压力。

1.2活塞与轴的设计

1.2.1轴与活塞的驱动方式及端面设计

凸轴有2种方式可以驱动活塞运动。使用椭圆轴沿径向驱动活塞;使用凸轮端面的凸轮轴沿轴向驱动活塞。

使用第一种方式的优点是轴和活塞都比较容易加工,但有如下2个缺点:

1)活塞的推动力沿径向作用在轴上,传动轴在周期性的交变应力作用下,容易产生疲劳,缩短使用寿命。

2)摩擦力完全作用在传动轴的圆周面上,产生较大的扭矩,电动机消耗的功率较大。

使用第二种方式时,活塞和轴的端面加工复杂,但因其活塞推力沿轴向作用在轴上,尤其是采用对称式凸轮端面,完全抵消了因端面倾斜而产生的径向分力,避免了弯曲疲劳的发生;同时,其端面摩擦力沿轴心向外分布,大大降低了传动轴的扭矩,可选用低功率电动机。所以,本设计选用了第二种驱动方式,活塞和轴的端面形状如图3所示。

活塞与轴的凸轮是沿一通过轴心的平面对称的,边线为圆滑曲线,实体图如图4所示。凸轮工作时可产生符合正弦规律的脉动压力。这种结构相对于常用的螺旋曲面而言,加工比较容易。

1.2.2活塞冲程的确定

活塞冲程值可以用试验的方法获得一个粗略的值。试验设备为手摇式柱塞泵和准确度为0.1级的数字压力表。密闭系统总容积为V=9426 mm3,活塞直径15 mm,丝杆螺距2 mm。每个试验压力下,活塞每次旋进45°和90°。试验介质为45号变压器油。在常温下获得如下一组试验数据,见表1。

例如:设计活塞直径为12 mm,冲程为0.3mm,则计算如下:

压力测试系统总容积包括3个部分:系统内部固定容积V 1、工作压力表传压孔容积V 2和调幅器容积V 3。按照设计的结构尺寸,V 1=4629 mm3。工作压力表传压孔容积因其规格型号不同而不同,通过对不同型号压力表的测算,V 2=0~314 mm3;因而,需要设计1个调幅器来保证测试时系统总容积V恒定。调幅器容积V 3=V-V 1-V 2=44~358(mm3)。设计调压缸的内径为dt=10 mm,则调节阀杆行程

1.3电动机额定功率和连接方式

电动机所做的功主要是推动活塞往复运动。1.3.1活塞的推动力

式中:Fp——活塞推动力,N;

p——试验压力峰值,MPa;

S——活塞截面积,mm2。

假定耐震压力表的量程为60 MPa,依据校准方法,在量程的30%处施加脉动压力,则试验压力峰值为

p=60×30%×(1+10%)=19.8(MPa)

活塞推动力为

推力与扭力的近似几何关系如图5所示。

凸轮产生的扭矩为

式中:Fn——扭力,N;

T1——轴向推力所产生凸轮扭矩,N·m;

R——凸轮半径,mm。

1.3.2凸轮旋转产生的摩擦力

式中:F——凸轮最大摩擦力,N;

μ——摩擦系数;有润滑情况下,钢的摩擦系数μ=0.1[4]。

摩擦产生的扭矩为

式中:T2——凸轮摩擦产生的最大扭矩,N·m。

合成扭矩为

因为脉动压力频率为60次/min,凸轴旋转1周产生2个脉冲,所以减速电动机输出转速应为n=30r/min,电动机的功率为

式中:n——电动机转速,r/min。

图1所示的电动机为微型直角中空减速电动机,采用同心轴连接方式直接驱动。也可以使用其他型号的减速电动机,或使用电动机+减速器,使用链轮等平行轴连接方式驱动。

1.4调幅器

调幅器由液压腔和调节阀杆组成,如图6所示。

通过调节阀杆的进出来调节调压腔的容积,从而改变系统总容积。在活塞行程不变的情况下,由于体积压缩率的变化,从而导致了压力幅度的变化,达到调节振幅的目的。

1.5压力表连接器的设计

为保证在抗脉动压力检验时最小的系统容积,在压力连接器上设计有静压截止阀,当静压达到试验压力时,关闭此阀,阻断脉动压力源与静压源的联系。另外,为了能够检测60 MPa以上的石油钻井用高压耐震压力表,设计了法兰连接机构,如图7所示。

泵压表密封座采用填充式结构,可以最大限度地减小系统容积,目的是通过减小液体压缩量ΔV来减小电动机功率。

2脉动压力的测量方法

由于标准压力表不具有抗震性能,在人工读取脉动压力时存在一定困难,可在测压接头上连接压力变送器,将压力信号传送至示波器或微型计算机进行读取和频率、振幅的计算。

3试验验证

应用该脉动压力源对钻井用60 MPa的耐震压力表做脉动压力检验试验。所用压力表传压孔与密封座间隙为φ20 mm×0.5 mm,系统总容积为583.5 mm3。脉动压力试验数据如下:压力表型号,YTN-150;编号,4102.0246;量程,0~60 MPa;准确度等级,1.6;静态压力,18 MPa;工作介质,45号变压器油;脉动频率,60 Hz;调幅前系统容积,583.5 mm3;调幅后系统容积,740.5mm3;调幅前振幅,6.7%;调幅后振幅,5.5%;调幅前最高压力,21.0 MPa;调幅后最高压力,20.05 MPa;调幅前最小压力,19.73 MPa;调幅后最小压力,17.95 MPa。

计算机输出的脉动压力曲线如图8所示,采集频率为100 ms。

试验表明,温度不变时,振幅的变化总是和系统容积的变化成反比,通过调节阀杆很容易将振幅调整至需要的值;该脉动压力源脉动趋势平稳,符合正弦要求。

4结论

1)在使用柱塞泵来产生脉动压力时,系统的总容积决定功率的大小,因此,本脉动压力源采用了最小的容积设计,使管道长度和活塞直径都达到了最小极限值。

2)使用调整容积的方法可有效控制振幅。

3)由于系统容积达到了最小极限,对于大口径压力表可能造成振幅过低,使用填充式密封座可以解决此问题。

参考文献

[1]石油工业油气计量及分析方法专业标准化技术委员会.耐(抗)震压力表校准方法:SY/T 6817—2010[S].北京:石油工业出版社,2010:3-6.