壓力表是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的儀表,它的使用保證了工業(yè)生產(chǎn)過程的效率提高,減少了生產(chǎn)過程中安全事故的發(fā)生。為了保證壓力表測量的準(zhǔn)確性,壓力表必須按照撿定規(guī)程進行定期檢定。本文對壓力表的工作原理及檢定進行了進一步的分析。
彈簧管式壓力表是用彈簧管感受壓力的壓力儀表。它在工程上有著廣泛的應(yīng)用,也是科研和國防建設(shè)中廣泛使用的一種壓力計量儀表。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單,維護方便,測量范圍寬,穩(wěn)定性能滿足工程需要,價格便宜,安全可靠,體積小以及指示清楚等。
1.彈簧管式壓力表的工作原理
在我國現(xiàn)有的壓力表生產(chǎn)中,為了便于生產(chǎn)、管理和使用上的方便,分別對測量范圍和測量準(zhǔn)確度各自規(guī)定了相應(yīng)的系列。
測量范圍:(0-1)MPa、(0-1.6)MPa、(0-2.5)MPa、(0-4)MPa、(0-6)MPa、(0-25)MPa、(0-60)MPa、(0-100)MPa等。
測量準(zhǔn)確度:1)一般壓力表1級、1.6級、2.5級、4級。2)精密壓力表0.06級、0.1級、0.16級、0.25級、0.4級、0.6級。
1.1彈簧管壓力表的構(gòu)造
彈簧管:它的形狀是彎圓成弧形。通常為橢圓形狀的橫截面的無心管子。它的一端是連接在表體的管座上焊接一體的,而且和被測壓力的介質(zhì)相互通聯(lián),管子的另外一面是密封的自由端,在壓力的作用下,該管的自由端發(fā)生移動,在固定的界限里,移動指數(shù)與該測量的壓力出現(xiàn)線性關(guān)系。
傳動系統(tǒng):又可以叫做機芯,機芯的構(gòu)造是由扇形與中心兩個齒輪、游絲和上夾板和下夾板以及支柱等零部件組成的。傳動系統(tǒng)起到的作用是放大彈簧管自由端的略小移動’并將其轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫Ρ碇羔樀膱A狀扭轉(zhuǎn)、移動。
指示系統(tǒng):它是由指針、刻度盤構(gòu)成的,主要是將指針的轉(zhuǎn)動經(jīng)過刻度盤的分度指示顯示該儀表的被測壓力值。
表殼:它的主要用途是穩(wěn)住和維護彈簧管、傳動系統(tǒng)以及指示區(qū)域的各種零件。
無論普通壓力表還是精密表,它的工作流程是,被測方產(chǎn)生的壓力從接口位置進入彈簧管中去,因產(chǎn)生壓力,彈簧管將發(fā)生形狀變化,由橢圓變成圓形。這樣使彈簧管的曲線度出現(xiàn)變小的情況,同時使管子發(fā)生伸展?fàn)顟B(tài),這樣也讓該表的自由端發(fā)生移動。自由端移動時,是與該表的連桿同時移動,將扇形與中心齒輪二者構(gòu)成的傳動組織將自由端的線性移動改變成中心齒輪軸的移動,這樣可以連著按在齒輪的傳動系統(tǒng)將自由端的線性移動變?yōu)橹行凝X輪軸的移動,因此可以帶動起安裝在齒輪軸上面指針,將其發(fā)生轉(zhuǎn)動,指針發(fā)生轉(zhuǎn)動后,也會連動著中心齒輪下方的游絲發(fā)生改變,讓其發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這一現(xiàn)象的發(fā)生是為了將中心齒輪與扇形齒輪二者相互碰撞時發(fā)生空間的均勻,當(dāng)壓力消失后,彈簧管此時會發(fā)生原來的狀態(tài);氐皆瓉頎顟B(tài)后將其與該表的游絲相互配合將歸復(fù)指針回零。
1.2彈簧管壓力表原理
壓力表在檢定壓力時,被檢定的壓力的介質(zhì)加到彈簧管中去,管壁接收被檢壓力,彈簧管橫截面出現(xiàn)形狀變化的情況,該截面出現(xiàn)形狀為圓形的跡象,彈簧管到達另一個位置,但是彈簧管橫截面還保持現(xiàn)狀,它會把在彈簧管軸線所在平面里面出現(xiàn)形狀的變化。用彈簧管的受力來探討,從彈簧管的軸線作一徑直于橢圓短軸的截面,然后截面里面的彈簧管產(chǎn)生壓力的作用,會將彈簧管向里面變成彎型,這時,截面外的彈簧管會得到這一點的沿半徑方向的力。所以,彈簧管接收壓力后,管子將形成直態(tài),曲率也會變小,將彈簧管在均衡的移到另一位置。這個均衡的位置與沒有得到壓力時的位置進行比較。相反,如果在檢定負(fù)壓時,彈簧管的曲率將會變多。如果彈簧管在改變時,其中心軸線發(fā)生改變之后還是中心軸線,但在改變之中,如果不理會縱向長度發(fā)生的略小變化,彈簧管的長度可以認(rèn)定為沒有發(fā)生改變。
活節(jié)螺絲將拉桿和扇形齒輪接連起來。將活節(jié)螺絲的固定位置挪動,可以讓傳動組織的傳遞比發(fā)生變化。彈簧管在承擔(dān)最大壓力時,會將自由端的角位發(fā)生移動。
彈簧管和大部分彈性敏感元件相同,擁有彈性后效的特點,當(dāng)外力作用消失后,彈簧管不會馬上復(fù)原到最初的狀態(tài)。彈性后效對彈性式儀表準(zhǔn)確度等級起著決定性的影響。我們稱加在彈性元件上的負(fù)載在其彈性范圍內(nèi)進行緩慢變化時,負(fù)載特性曲線不重合的現(xiàn)象為彈性遲滯。彈性元件的彈性后效與彈性遲滯二者通常是一起發(fā)生的。根據(jù)他們的存在,才出現(xiàn)了該壓力表的示值誤差。彈簧管的殘余變形是指外力作用消失后,長時間彈簧管不能恢復(fù)到原來的形狀和寸的現(xiàn)象。如塑性變形、疲勞變形和蠕變等。彈性元件殘余變形的存在,將導(dǎo)致壓力儀表值得失靈、失準(zhǔn)或示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象,這樣的儀表不宜繼續(xù)使用。
2.彈簧管壓力表的檢定
單圈彈簧管式壓力表的檢定,按檢定規(guī)程進行。檢定中所采用的活塞壓力計,它的最大允差的絕對值不可以大于該壓力表允許誤差絕對值的1/4。
在檢定精密壓力表時,因為精密表表內(nèi)的元件是要達到溫度的要求,所以在檢定精密壓力表時應(yīng)在規(guī)定溫度的環(huán)境下放置2h以上才能進行檢定。
如果壓力表開始運行后,在不產(chǎn)生壓力或疏空時,在加壓檢定之前和降壓檢定之后應(yīng)進行零點檢查,它必須符合:
1)帶零點限止銷的壓力表,零點和指針銷要保持緊靠的局面,其縮格不可以超過該壓力表的允許誤差。
2)如果該壓力表沒有零位止銷,那么該壓力表的零點線與指針最尖端處所產(chǎn)生的誤差不可以超過壓力表的允許誤差。
3)真空表指針是要在零點分度線寬度范圍里,該零點分度線的寬度控制在該真空表允許誤差的1.5倍。
4)精密壓力表的零點位置不得裝有零位限止銷,以免限止指針的移動。
一般壓力表的示值檢定按有數(shù)字的分度線進行,檢定時逐漸增加壓力或疏空,當(dāng)檢定點達到測量上限后,普通壓力表需耐壓3min,然后按原檢定點倒序回檢’檢定過程中壓力表指針的轉(zhuǎn)動應(yīng)在全分度范圍內(nèi)平穩(wěn)無跳動或卡住現(xiàn)象。
精密壓力表示值誤差檢定點應(yīng)不少于8個點,這些點應(yīng)均勻分布在整個分度盤上,檢定時應(yīng)均勻地升高壓力或疏空’在上限位置耐壓3min后,按原檢定點倒序回檢。
在檢定壓力表的過程中,要對該壓力表進行輕敲位移前的讀數(shù),和輕敲位移后的讀數(shù)。示值檢定主要計算二項誤差:
(1)示值誤差。對任一檢定點,在升壓和降壓測量時,輕敲位移所產(chǎn)生的示值與標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的誤差。在測量范圍內(nèi),該壓力表每一點所產(chǎn)生的誤差,都要小于規(guī)定的允許誤差。
(2)回程誤差。對任一檢定點,在升壓和降壓測量時,輕敲位移所產(chǎn)生的示值與標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的誤差。該壓力表每一點所產(chǎn)生的誤差,都要小于規(guī)定的允許誤差。
(3)輕敲位移。對任何一個點,在升壓和降壓測量時,輕敲表殼后引起的指針產(chǎn)生變動值,任一輕敲變動值,應(yīng)小于允許誤差絕對值的二分之一。
壓力表是一種使用量大面廣的計量器具,掌握其工作原理之后,對檢定工作也是有很大幫助的?傊,檢定人員在檢定壓力表時一定要按照檢定規(guī)程嚴(yán)格檢定。 |