活塞式压力计的正确使用方法

活塞式压力计的正确使用方法
摘 要：JJG 59- 2007《活塞式压力计》检‌‌定规程已于 2007 年 6 月 14 日发布，并于 2008 年 11 月 1 日实施。主要介绍了新规程相对于旧规程的主要修订内容，以及在选用活塞式压力计时需要注意的一些问题。
    1 概述
   JJG 59- 2007 《活塞式压力计》 检定规程已于 2007 年 6月 14 日发布，并于 2008 年 11 月 1 日实施。由于此次规程改动较大，对活塞检定过程中各个技术指标的要求均有了不同程度的提高，造成原来的活塞式压力计有一部分已经不能满足新规程的要求，需要更换符合新规程要求的活塞式压力计。为了使大家能够在学习新规程的基础上，选用符合新规程要求的活塞式压力计，现将选用活塞压力计时应该注意的几个问题告诉大家，以便于选用时参考。
    2 新规程的主要修订内容及活塞生产情况
    2.1 新规程的主要修订内容
   （1） 新的检定规程是由《二、三等标准活塞式压力计》（JJG 59- 1990）、《一等标准活塞式压力计》（JJG 129- 1990）和《工作基准活塞式压力计（试行）》（JJG 727- 1991）3 个检定规程合并而来。
   （2） 新规程对活塞式压力计测量范围下限提出了要求和相应的技术考核指标，生产厂家在产品出厂时标明的测量范围下限必须符合新规程规定的技术指标和要求。
   （3） 新规程对活塞转动延续时间的指标和检定方法作了较大的改动，将负荷压力从过去的测量上限的一半降至测量范围下限，以保证在使用过程中，活塞式压力计在整个测量范围内都能保证良好的计量性能。
   （4） 新规程对原来使用药用蓖麻油作为工作介质的活塞式压力计，现在要求使用运动黏度较低的工作介质（癸二酸脂）。由于原来使用的活塞式压力计是按药用蓖麻油设计的，药用蓖麻油的运动黏度大，如果直接更换运动黏度小的工作介质，活塞和套筒之间间隙大，会造成活塞转动延续时间、下降速度、密封性等指标不合格。所以，这类活塞式压力计实际上只能淘汰，必须更换新型的活塞式压力计。
   （5） 新规程对专用砝码质量的不确定度提出了较高的要求，并对准确度等级高的活塞式压力计的专用砝码明确了材质要求。如 0.02 级及以上的活塞式压力计专用砝码应采用无磁金属材料（推荐使用不锈钢）。
    2.2 活塞式压力计的生产情况
    当前国内生产活塞式压力计的公司、企业主要有：太原市太航压力科技有限公司、陕西创威科技有限公司、北京德朗科技有限公司、上海敏榆实业有限公司、天津技术监督局试验工厂（天津普润科技发展有限公司）等厂家。生产的活塞式压力计准确度等级包括 0.05 级、0.02 级、0.01 级以及 0.005级。主要产品为油介质活塞式压力计。部分厂家的生产工作介质为气、水或其他介质的活塞压力计。产品的量程范围从真空到 500 MPa。
   3 活塞压力计选用时应注意的问题
   3.1 量程的选择
    根据自己需要的测量范围，尽量选择检定规程中规定的量程，这样在开展检定工作时便于选择相应量程的标准器进行量传。选购活塞时一定要注意，规程中规定小量程的活塞可以检定大量程的活塞，而大量程的活塞不能检定小量程的活塞。
   3.2 工作介质
   活塞式压力计工作介质主要有 3 种，即气体（空气或氮气）、变压器油、癸二酸脂。检定规程 JJG 59- 2007 中只涉及到液体工作介质。目前，进口活塞压力计只有一种工作介质，国产活塞压力计有两种工作介质，选用时一定要本着标准活塞与被检活塞应选用同种工作介质的原则，否则你将无法进行检定工作。因为不同工作介质之间的量传会带来问题，如果将工作介质是变压器油的活塞放在工作介质是癸二酸脂的活塞校验台上，那么该活塞延续时间将变短，反过来将工作介质是癸二酸活塞放在介质是变压器油的校验台上，那么活塞的下降速度将变快。
    3.3 隔离器
    用气体介质检测液体介质的活塞式压力计时要使用油气隔离器，如果隔离器是带隔膜的，将无法用于高精度的量传和精测，因为隔离膜在加压后可能产生形变，形变就会造成压力滞后、迟滞现象。而检测活塞时需要排气，带隔离膜的隔离器无法将隔离膜两边的气泡排干净。而不带隔离膜的隔离器使用时必须小心操作步骤，因为一个小小的失误就会造成油进入气体活塞而造成污染。
    3.4 活塞系统的连接
    标准活塞式压力计和被检活塞式压力计的活塞系统之间是在同一个校验台上连接的，还是通过一根压力管路连接，需视具体情况而定。一般情况下，标准和被检的活塞系统在一个校验台上适用于量传和精测，而通过一根压力管路连接仅适合于精测。这是因为标准器与被检器如果分体，它们的重量较轻，装卸活塞系统时底座容易移动把连接管折弯漏油。选用时需要注意，一般进口活塞压力计只有主体机，而被检只考虑数字压力计、压力传感器，没有考虑活塞检定接口。
    3.5 输出接口
    输出接口尽量选用公制螺纹密封圈密封，这样适合经常拆卸，且容易密封。
    3.6 活塞的有效面积
    活塞压力计的有效面积应尽量选用公制，例如 1 cm2、0.1 cm2、0.05 cm2等，这样在量传活塞式压力计时方便计算。
   3.7 重力加速度
   活塞式压力计应该按照当地的重力加速度来进行修正。
   3.8 形变系数
   当活塞和活塞筒材料为钢制且测量上限大于 25 MPa（包括 25 MPa）的 0.05 级活塞式压力计，并用于直接指示压力值时，配套的专用砝码必须按顺序号放置使用。专用砝码、活塞及其连接件质量按活塞式压力计的检定规程要求须按其活塞有效面积、压力计使用地点重力加速度、空气浮力及活塞压力变形系数进行修正。
    活塞和活塞筒材料为碳化钨制成的，测量上限为 25 MPa以上的 0.05 级活塞式压力，计其专用砝码可以不做活塞压力变形修正，使用时，专用砝码可以不按顺序编号排放。
   3.9 温度测量
    精密测量和检定时，活塞应带有温度测量装置，以便于对每一个检定的压力点进行实时温度修正，而不是进行平均温度的修正或忽略温度带来的误差。
    3.10 活塞的材料
    活塞杆材料主要有陶瓷、工具钢、不锈钢、碳化钨 4 种，用户应根据不同的量程选用不同的材料。
   （1） 陶瓷材料：陶瓷活塞的量程测量下限低，同时陶瓷材料的硬度高，表面光洁度好，防锈性能好，适合做低量程的活塞。
   （2） 工具钢：工具钢活塞的量程测量下限较低，硬度较好，表面光洁度较好，防锈性能差，适合做中量程的活塞。
   （3） 不锈钢：不锈钢活塞的量程测量下限较低，硬度较好，表面光洁度较好，防锈性能较好，适合做中量程的活塞。
   （4） 碳化钨：碳化钨活塞的量程测量下限高，硬度高，表面光洁度好，防锈性能较好，适合做高量程的活塞。
    3.11 活塞的转动
    活塞有靠手来转动的，有靠电机带动的。用手来转动活塞上的砝码，使活塞转动平稳是靠经验。而电机驱动是通过一个面来带动活塞和砝码转动，这样活塞转动将是比较平稳的。按照活塞式压力计检定规程的规定，活塞的转动应该是活塞杆转动，而不应该是电机始终带着活塞筒转动。
    3.12 砝码材料
    根据检定规程 JJG 59- 2007 要求，0.02 级及以上的活塞式压力计专用砝码应使用不锈钢、铝等低磁材料。
    3.13 活塞与砝码连接方式
    活塞分为带轴承和不带轴承的两种，按照 JJG 59- 2007规定，活塞的延续时间改为在测量范围下限测量，这样带轴承的活塞式压力计由于转动惯量太小，要想达到指标要求，难度比较大。
    3.14 活塞的重心
    活塞式压力计的重心应该是越低越稳。重心越低对活塞的同轴度和垂直度影响越小。
    3.15 电机调速
    选择时，看电机的转动是恒速的还是可以调速的，如果是恒速而且加的砝码较重的话，活塞启动时砝码将会有摆动，这容易造成活塞杆折断。而使用无级调速电机，砝码将缓慢转动直到达到所要的速度，这样活塞转动比较平稳，可以有效地避免活塞杆折断现象的发生。
    3.16 位移传感器
    位移传感器的安装将替代灯光或刻线，因为调整灯光的焦距和观察灯光的变化需要经过一段时间的培训和实践经验，对检定人员的要求较高，而活塞位置的分辨力是影响活塞检定正确与否的重要因素。使用位移传感器可以直观地、准确地显示活塞的位置，有利于提高活塞检定的准确性，提高工作效率。
    3.17 转速传感器
    规程 JJG 59- 2007 规定检定时活塞转动的转速应该为30 r/min～60 r/min。传统的方法是用转速器测量或凭经验估计，误差较大。现在，部分活塞式压力计上安装了测量转速装置，这样就可以在规定的转速内测量压力值，提高了量传的准确度。
    总之，大家在选用活塞式压力计时，通过以上所述的注意事项，再根据实际使用情况，就可以选到合适的活塞式压力计了。