活塞式压力计为什么要升级换代
作者：xyck 来源： 2011-10-11 浏览量：322
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活塞式压力计量是根据帕斯卡定律及流体静力学平衡原理，由作用在已知活塞有效面积上的专用砝码来测量压力的一种仪器。由于较其它压力测量仪器性能稳定，国
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活塞式压力计量是根据帕斯卡定律及流体静力学平衡原理，由作用在已知活塞有效面积上的专用砝码来测量压力的一种仪器。由于较其它压力测量仪器性能稳定，国际上常将其作为国家基准和标准，以保证量值传递的准确一致。在科研、生产上人们还常用活塞式压力计来作为高精度的压力测试仪器。
现在国外发达国家生产的活塞式压力计大多数进行了升级换代，但技术性能还是有好有差，其中也有一些老牌知名厂家生产的产品技术性能确实很好。反观国内制造水平二极化，只有极个别的生产厂的产品技术性能达到国际先进水平，完全可以与国外知名制造商媲美。但大多数生产厂的产品还是几十年前的不变的面孔，其技术水平仍是上世纪50年代的水平。
之所以称50年代水平，因为50年代我国从国外引进了一批活塞式压力计，国内进行了仿造，至今几十年不变。这种活塞式压力计有结构设计问题，有采用材料问题，也有加工工艺问题等。在结构上，如压力计的主要部件测量头（活塞系统），专用砝码是通过滚珠轴承装置或滑动轴承装置加在活塞上的，这类结构形式的装置在使用时有一个垂直的附加力，其中轴承装置还有活塞跳动现象。专用砝码重心偏高，压力计转动不平衡，综上原因都将造成示值的不准确。另外，调压器、阀门、接头结构设计落后，所以造压困难，密封性差。在选用材料方面，此类压力计采用工具钢作为活塞和活塞筒的材料，这种材料变形系数大，受温度影响的线膨胀系数也大，造成形变误差及温度附加误差很大，并且耐磨性差，使用寿命短。另外，高压力的压力计采用粘度为（900-1100）mm2/s的药用蓖麻油作为工作介质，由于粘度大，压力计的灵敏度大大降低。在加工工艺方面也比较粗糙。综上所述，此类活塞式压力计已经在技术性能方面远远落后于现代技术的发展。
可喜的是，近年来，国内一些知名压力专家，经过多年的潜心研究，汲取国内外先进经验，博众家之长，开发研制了多系列的，结构全新、技术性能达到国际先进水平的高精度活塞式压力计。这些压力计已经在上海市计量测试技术研究院等许多计量技术机构、企事业单位作为压力计量标准使用，并得了了专业技术人员的一致好评。如上海敏榆实业有限公司最近将0.005级,量程分别为0.1～6MPa、1～100MPa、2～150MPa三台活塞式压力计送中国计量测试技术研究院作样机试验，结果十分理想。现举1～100MPa压力计为例，测试结果如下：
现在国外发达国家生产的活塞式压力计大多数进行了升级换代，但技术性能还是有好有差，其中也有一些老牌知名厂家生产的产品技术性能确实很好。反观国内制造水平二极化，只有极个别的生产厂的产品技术性能达到国际先进水平，完全可以与国外知名制造商媲美。但大多数生产厂的产品还是几十年前的不变的面孔，其技术水平仍是上世纪50年代的水平。
之所以称50年代水平，因为50年代我国从国外引进了一批活塞式压力计，国内进行了仿造，至今几十年不变。这种活塞式压力计有结构设计问题，有采用材料问题，也有加工工艺问题等。在结构上，如压力计的主要部件测量头（活塞系统），专用砝码是通过滚珠轴承装置或滑动轴承装置加在活塞上的，这类结构形式的装置在使用时有一个垂直的附加力，其中轴承装置还有活塞跳动现象。专用砝码重心偏高，压力计转动不平衡，综上原因都将造成示值的不准确。另外，调压器、阀门、接头结构设计落后，所以造压困难，密封性差。在选用材料方面，此类压力计采用工具钢作为活塞和活塞筒的材料，这种材料变形系数大，受温度影响的线膨胀系数也大，造成形变误差及温度附加误差很大，并且耐磨性差，使用寿命短。另外，高压力的压力计采用粘度为（900-1100）mm2/s的药用蓖麻油作为工作介质，由于粘度大，压力计的灵敏度大大降低。在加工工艺方面也比较粗糙。综上所述，此类活塞式压力计已经在技术性能方面远远落后于现代技术的发展。
可喜的是，近年来，国内一些知名压力专家，经过多年的潜心研究，汲取国内外先进经验，博众家之长，开发研制了多系列的，结构全新、技术性能达到国际先进水平的高精度活塞式压力计。这些压力计已经在上海市计量测试技术研究院等许多计量技术机构、企事业单位作为压力计量标准使用，并得了了专业技术人员的一致好评。如上海敏榆实业有限公司最近将0.005级,量程分别为0.1～6MPa、1～100MPa、2～150MPa三台活塞式压力计送中国计量测试技术研究院作样机试验，结果十分理想。现举1～100MPa压力计为例，测试结果如下：
|
测试项目 |
测试压力（MPa） |
国家规程规定值 |
实测值 |
|
活塞下降速度 |
100 |
不大于0.35mm/min |
0.02mm/min |
|
密封性 |
200 |
5min内压力降 ≤3MPa |
≤0.4MPa |
|
活塞自由转动延时 |
50 |
15min |
3h40min |
|
灵敏阈 |
10 |
2g |
0.05g |
上述试验结果表明其性能远远优于国家检定规定规程要求，已经达到国际先进水平，得到了中国计量科学研究院的好评。
活塞式压力计性能的改进和提高，主要从下列七个方面着手：
一、 测量头（活塞系统）与众不同，压力计加砝码不用滚珠轴承或滑动轴承装置，而直接将砝码加在活塞上，避免了上述两种结构的缺点，另外，砝码的重心在活塞底平面处，因此转动平稳，准确度高。
二、 用1800旋转阀门，用力恒定，密封可靠，寿命长，调压器接头结构改进后不仅密封效果好而且使用方便。
三、 活塞、活塞筒采用硬质合金碳化钨制造，形变误差和温度附加误差极小，且耐磨性好，从而使用寿命长。
四、 在加工上采用独特的加工工艺，保证了活塞、活塞筒精度要求。经过上海市计量测试技术研究院实测活塞圆度误差为0.1μm，活塞与活塞筒之间的间隙用下降法实测为0.5μm，从而降低了活塞下降速度，延长了活塞转动延续时间。
五、 高压力活塞压力计的工作介质采用国际比对指定的葵二酸二（乙基已基）酯，其粘度在20℃时为（20-25）mm/s，比药用蓖麻油小50倍，从而使活塞压力计的灵敏阈大大提高。
六、 活塞工作位置用位移传感器监视，读数准确，观察方便。
七、 0.005级压力计附有温度计，直接测量活塞温度、可作温度修正。
八、 从上述成功之例，看到我国压力计量技术在不断发展，我们坚信只要大胆创新，勇于探索，我们国家计量（基）标准的更新换代一定会取得更大的成绩。