壓力表檢定常見問題及分析

李靖宇 蒲紅

摘? 要：壓力計量是力學計量中非常重要的一部分，一般而言我們通過壓力發生器產生壓力，利用壓力校驗儀以及活塞壓力計作為壓力的指示值，來對相關壓力器具進行計量以及校準的工作，做為一種常見壓力器具，壓力表的計量成為了壓力計量中非常重要的一部分。但是在壓力表的計量工作中我們往往因其較為簡單而忽略許多細節，導致許多量值傳遞過程的問題，該文通過舉例來說明，壓力表計量過程中容易出現的問題。

關鍵詞：壓力表;檢定;問題分析

引言：

在國民經濟各部門中，凡是利用液體、氣體以及蒸汽等最為動力、傳遞介質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反映我們在實際生產生活中各種壓力設備中壓力的有無、大小以及變化情況，只有對壓力相關參數有著正確的認知，才能對生產生活中各種生產科研活動做到正確的控制，上的各種工作才能得以順利進行。所以，壓力計量對于國民的生產生活有著非常重要的作用。而壓力計量的最基本任務便是通過計量保證相關壓力器具在使用過程中所顯示壓力值的準確可靠，保證壓力量值的統一。而壓力表做為一種常見并在實際工業生產中大量使用的壓力器具使得壓力表的計量成為了壓力計量中非常重要的一部分。而在實際的壓力表計量過程中，我們往往回因為壓力表的計量工作相對簡單而忽略許多檢定過程中的細節，出現許多意想不到的情況，導致在壓力表的量值傳遞過程中出現問題。所以根據本人之前從事壓力計量的經驗以及閱讀相關壓力計量書籍以及相關檢定規程，總結以下幾點壓力表計量中容易出現的問題，希望對大家在壓力表的計量工作有所幫助。

1 彈簧管壓力表的組成以及工作原理

彈簧管壓力表測量系統（包括表頭、彈簧管和傳動機構等）、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有檢封裝置，能保護其內部測量機構免受機械損傷和污染侵入。彈簧管壓力表的作用原理是基于彈性元件（測量系統中的彈簧管）變形。在被測介質的壓力作用下，迫使彈簧管的末端產生了相應的彈性變形——位移，借助拉桿通過齒輪傳動機 構的轉動并予放大，由固定于齒輪軸上的指針逐漸將被測的壓力在分度盤上指示出來。

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題

2.1 耐震壓力表的檢定中的問題

在耐震壓力表的檢定校準中，計量人員往往會忽視在壓力表檢定校準工作之前應先將密封耐震壓力表中止振液的橡膠塞開啟并再次密封后再對相應耐震壓力表進行檢定校準工作，導致壓力示值出現與實際壓力顯示值出現不一致的情況，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，但是對于首次檢定的特別是小量程壓力表則會產生非常大的影響。

出現這樣的問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系，密封后的壓力表中，殘留的氣體其氣壓值與生產地的氣壓值是基本一致的，但實際情況是，其使用或檢定的地址與生產地并不一致，而因不同地區海拔的差異會導致不同地區空氣壓力的不同，最終因為壓力表內部氣體壓力與外環境壓力的差異導致了在壓力示值檢定校準過程中的顯示示值與壓力表實際示值不一致的情況發生。

2.2 壓力表耐壓測試的相關問題

在彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表的檢定過程中，檢定人員往往還會忽略壓力表的耐壓測試，認為示值準確就可以了，耐壓測試沒有太大必要，而實際上，被我們忽視的耐壓試驗往往會讓我們發現許多僅僅依靠示值檢定無法發現的問題。

我們在壓力表的是指示值檢定過程中，主要是看其是否達到本身的精度等級，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計均有非常大的關系。彈簧管壓力表準確度的高低，在其靈敏度的確定，從本質上講，主要取決于彈性敏感元件在壓力或疏空作用下，所產生的彈性后效，彈性遲滯以及殘余變量大小（即儀表的來回差），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）下工作一段時間，才能最充分體現出來，同時也可借此檢驗彈性敏感元件的滲漏情況，所以看似沒有必要的耐壓檢測實際會暴露出非常多的問題。

2.3 壓力表檢定過程中介質選擇的相關問題

在一般壓力表的檢定工作中其實有一個地方最容易被檢定人員忽略的，就是檢定過程中檢定介質的選擇，在實際工作中，我們往往除了在使用方對壓力表檢定介質有明確規定的情況下會根據實際情況選擇正確的檢定介質，大多數時候檢定人員往往會完全忽視這個問題。

而實際上在國際質量監督檢驗檢疫總局發布的《JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表檢定規程》中對壓力表的檢定介質做出了明確的說明。即測量上限不大于0.25MPa的壓力表，應使用清潔的空氣或者無毒無害的且化學性質穩定的氣體;而測量上限大于0.25MPa且小于400MPa的壓力表應使用無腐蝕性的液體，或者根據標準器要求使用各種介質;測量上限大于400MPa的壓力表則應使用要用甘油以及乙二醇的混合液或根據標準器使用要求使用相應工作介質。

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程中有一個細節往往會被檢定人員遺忘，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，應該查看氧氣壓力表中是否有油脂的存在，

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

2.5? 壓力表檢定過程中液柱差的影響

在壓力表檢定的過程中，液柱差對于壓力表計量的準確可靠有著一定的影響，這個影響由于其在程度上較小而往往被檢定人員忽略。

根據流體靜力學平衡方程式：

P = ρgh

式中：P – 壓力值

ρ– 介質的密度

g – 當地的重力加速度

h -? 液柱差

而通過以上的公式我們便可以了解到壓力與我們使用的介質密度、當地的重力加速度、液柱差均有一定程度的關系。在同一臺設備上對壓力表進行檢定的過程中，所使用的介質、檢定地點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系。

而在實際的壓力表檢定過程中，標準器與被檢壓力表之間的液柱差經實際測量往往存在1cm甚至更大的誤差，我們假設檢定過程中存在1cm的液柱差，即△h=1cm。（計算過程中將1cm換算成0.01m，并假設使用的介質為純水密度為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程》中規定了對于測量上限不大于0.25MPa的壓力表，應使用清潔的空氣或者無毒無害的且化學性質穩定的氣體，而使用液體作為檢定介質的壓力表檢定過程中，標準器與被檢表的受壓點應該基本處于一個平面上，如果有較大的液柱差就需要考慮液位差所產生的壓力誤差，同時，我們也可以采取增加壓力接頭的方式來予以調整修正，達到使標準器與被檢表的受壓點應該基本處于一個平面上得狀態。

3 結論

壓力表的計量是一項非常基礎性計量工作，但也恰恰因為其基礎性使得檢定人員在壓力表的檢定過程中往往會出現不注重細節，遺漏忽略許多檢定過程中可能會出現的問題。而壓力表使用的廣泛性有導致又壓力表的計量設計到了工業生產、農業建設、科研發展等等國家經濟科學發展的方方面面，所以看似基礎的東西也構成和巨大的價值。上文中總結了一些個人在壓力檢定中發現的問題，有不足之處請多指正，也希望其能對大家在未來的壓力檢定工作中提供必要的幫助。

參考文獻

[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程[S]. 中國計量出版社. 2013