活塞式壓力計(jì)的正確使用方法
摘 要：JJG 59- 2007《活塞式壓力計(jì)》檢??定規(guī)程已于 2007 年 6 月 14 日發(fā)布，并于 2008 年 11 月 1 日實(shí)施。主要介紹了新規(guī)程相對(duì)于舊規(guī)程的主要修訂內(nèi)容，以及在選用活塞式壓力計(jì)時(shí)需要注意的一些問(wèn)題。
    1 概述
   JJG 59- 2007 《活塞式壓力計(jì)》 檢定規(guī)程已于 2007 年 6月 14 日發(fā)布，并于 2008 年 11 月 1 日實(shí)施。由于此次規(guī)程改動(dòng)較大，對(duì)活塞檢定過(guò)程中各個(gè)技術(shù)指標(biāo)的要求均有了不同程度的提高，造成原來(lái)的活塞式壓力計(jì)有一部分已經(jīng)不能滿足新規(guī)程的要求，需要更換符合新規(guī)程要求的活塞式壓力計(jì)。為了使大家能夠在學(xué)習(xí)新規(guī)程的基礎(chǔ)上，選用符合新規(guī)程要求的活塞式壓力計(jì)，現(xiàn)將選用活塞壓力計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題告訴大家，以便于選用時(shí)參考。
    2 新規(guī)程的主要修訂內(nèi)容及活塞生產(chǎn)情況
    2.1 新規(guī)程的主要修訂內(nèi)容
   （1） 新的檢定規(guī)程是由《二、三等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)》（JJG 59- 1990）、《一等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)》（JJG 129- 1990）和《工作基準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)（試行）》（JJG 727- 1991）3 個(gè)檢定規(guī)程合并而來(lái)。
   （2） 新規(guī)程對(duì)活塞式壓力計(jì)測(cè)量范圍下限提出了要求和相應(yīng)的技術(shù)考核指標(biāo)，生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品出廠時(shí)標(biāo)明的測(cè)量范圍下限必須符合新規(guī)程規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)和要求。
   （3） 新規(guī)程對(duì)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間的指標(biāo)和檢定方法作了較大的改動(dòng)，將負(fù)荷壓力從過(guò)去的測(cè)量上限的一半降至測(cè)量范圍下限，以保證在使用過(guò)程中，活塞式壓力計(jì)在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)都能保證良好的計(jì)量性能。
   （4） 新規(guī)程對(duì)原來(lái)使用藥用蓖麻油作為工作介質(zhì)的活塞式壓力計(jì)，現(xiàn)在要求使用運(yùn)動(dòng)黏度較低的工作介質(zhì)（癸二酸脂）。由于原來(lái)使用的活塞式壓力計(jì)是按藥用蓖麻油設(shè)計(jì)的，藥用蓖麻油的運(yùn)動(dòng)黏度大，如果直接更換運(yùn)動(dòng)黏度小的工作介質(zhì)，活塞和套筒之間間隙大，會(huì)造成活塞轉(zhuǎn)動(dòng)延續(xù)時(shí)間、下降速度、密封性等指標(biāo)不合格。所以，這類活塞式壓力計(jì)實(shí)際上只能淘汰，必須更換新型的活塞式壓力計(jì)。
   （5） 新規(guī)程對(duì)專用砝碼質(zhì)量的不確定度提出了較高的要求，并對(duì)準(zhǔn)確度等級(jí)高的活塞式壓力計(jì)的專用砝碼明確了材質(zhì)要求。如 0.02 級(jí)及以上的活塞式壓力計(jì)專用砝碼應(yīng)采用無(wú)磁金屬材料（推薦使用不銹鋼）。
    2.2 活塞式壓力計(jì)的生產(chǎn)情況
    當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)活塞式壓力計(jì)的公司、企業(yè)主要有：太原市太航壓力科技有限公司、陜西創(chuàng)威科技有限公司、北京德朗科技有限公司、上海敏榆實(shí)業(yè)有限公司、天津技術(shù)監(jiān)督局試驗(yàn)工廠（天津普潤(rùn)科技發(fā)展有限公司）等廠家。生產(chǎn)的活塞式壓力計(jì)準(zhǔn)確度等級(jí)包括 0.05 級(jí)、0.02 級(jí)、0.01 級(jí)以及 0.005級(jí)。主要產(chǎn)品為油介質(zhì)活塞式壓力計(jì)。部分廠家的生產(chǎn)工作介質(zhì)為氣、水或其他介質(zhì)的活塞壓力計(jì)。產(chǎn)品的量程范圍從真空到 500 MPa。
   3 活塞壓力計(jì)選用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
   3.1 量程的選擇
    根據(jù)自己需要的測(cè)量范圍，盡量選擇檢定規(guī)程中規(guī)定的量程，這樣在開展檢定工作時(shí)便于選擇相應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行量傳。選購(gòu)活塞時(shí)一定要注意，規(guī)程中規(guī)定小量程的活塞可以檢定大量程的活塞，而大量程的活塞不能檢定小量程的活塞。
   3.2 工作介質(zhì)
   活塞式壓力計(jì)工作介質(zhì)主要有 3 種，即氣體（空氣或氮?dú)猓⒆儔浩饔?、癸二酸脂。檢定規(guī)程 JJG 59- 2007 中只涉及到液體工作介質(zhì)。目前，進(jìn)口活塞壓力計(jì)只有一種工作介質(zhì)，國(guó)產(chǎn)活塞壓力計(jì)有兩種工作介質(zhì)，選用時(shí)一定要本著標(biāo)準(zhǔn)活塞與被檢活塞應(yīng)選用同種工作介質(zhì)的原則，否則你將無(wú)法進(jìn)行檢定工作。因?yàn)椴煌ぷ鹘橘|(zhì)之間的量傳會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，如果將工作介質(zhì)是變壓器油的活塞放在工作介質(zhì)是癸二酸脂的活塞校驗(yàn)臺(tái)上，那么該活塞延續(xù)時(shí)間將變短，反過(guò)來(lái)將工作介質(zhì)是癸二酸活塞放在介質(zhì)是變壓器油的校驗(yàn)臺(tái)上，那么活塞的下降速度將變快。
    3.3 隔離器
    用氣體介質(zhì)檢測(cè)液體介質(zhì)的活塞式壓力計(jì)時(shí)要使用油氣隔離器，如果隔離器是帶隔膜的，將無(wú)法用于高精度的量傳和精測(cè)，因?yàn)楦綦x膜在加壓后可能產(chǎn)生形變，形變就會(huì)造成壓力滯后、遲滯現(xiàn)象。而檢測(cè)活塞時(shí)需要排氣，帶隔離膜的隔離器無(wú)法將隔離膜兩邊的氣泡排干凈。而不帶隔離膜的隔離器使用時(shí)必須小心操作步驟，因?yàn)橐粋€(gè)小小的失誤就會(huì)造成油進(jìn)入氣體活塞而造成污染。
    3.4 活塞系統(tǒng)的連接
    標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)和被檢活塞式壓力計(jì)的活塞系統(tǒng)之間是在同一個(gè)校驗(yàn)臺(tái)上連接的，還是通過(guò)一根壓力管路連接，需視具體情況而定。一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)和被檢的活塞系統(tǒng)在一個(gè)校驗(yàn)臺(tái)上適用于量傳和精測(cè)，而通過(guò)一根壓力管路連接僅適合于精測(cè)。這是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)器與被檢器如果分體，它們的重量較輕，裝卸活塞系統(tǒng)時(shí)底座容易移動(dòng)把連接管折彎漏油。選用時(shí)需要注意，一般進(jìn)口活塞壓力計(jì)只有主體機(jī)，而被檢只考慮數(shù)字壓力計(jì)、壓力傳感器，沒(méi)有考慮活塞檢定接口。
    3.5 輸出接口
    輸出接口盡量選用公制螺紋密封圈密封，這樣適合經(jīng)常拆卸，且容易密封。
    3.6 活塞的有效面積
    活塞壓力計(jì)的有效面積應(yīng)盡量選用公制，例如 1 cm2、0.1 cm2、0.05 cm2等，這樣在量傳活塞式壓力計(jì)時(shí)方便計(jì)算。
   3.7 重力加速度
   活塞式壓力計(jì)應(yīng)該按照當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葋?lái)進(jìn)行修正。
   3.8 形變系數(shù)
   當(dāng)活塞和活塞筒材料為鋼制且測(cè)量上限大于 25 MPa（包括 25 MPa）的 0.05 級(jí)活塞式壓力計(jì)，并用于直接指示壓力值時(shí)，配套的專用砝碼必須按順序號(hào)放置使用。專用砝碼、活塞及其連接件質(zhì)量按活塞式壓力計(jì)的檢定規(guī)程要求須按其活塞有效面積、壓力計(jì)使用地點(diǎn)重力加速度、空氣浮力及活塞壓力變形系數(shù)進(jìn)行修正。
    活塞和活塞筒材料為碳化鎢制成的，測(cè)量上限為 25 MPa以上的 0.05 級(jí)活塞式壓力，計(jì)其專用砝碼可以不做活塞壓力變形修正，使用時(shí)，專用砝碼可以不按順序編號(hào)排放。
   3.9 溫度測(cè)量
    精密測(cè)量和檢定時(shí)，活塞應(yīng)帶有溫度測(cè)量裝置，以便于對(duì)每一個(gè)檢定的壓力點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度修正，而不是進(jìn)行平均溫度的修正或忽略溫度帶來(lái)的誤差。
    3.10 活塞的材料
    活塞桿材料主要有陶瓷、工具鋼、不銹鋼、碳化鎢 4 種，用戶應(yīng)根據(jù)不同的量程選用不同的材料。
   （1） 陶瓷材料：陶瓷活塞的量程測(cè)量下限低，同時(shí)陶瓷材料的硬度高，表面光潔度好，防銹性能好，適合做低量程的活塞。
   （2） 工具鋼：工具鋼活塞的量程測(cè)量下限較低，硬度較好，表面光潔度較好，防銹性能差，適合做中量程的活塞。
   （3） 不銹鋼：不銹鋼活塞的量程測(cè)量下限較低，硬度較好，表面光潔度較好，防銹性能較好，適合做中量程的活塞。
   （4） 碳化鎢：碳化鎢活塞的量程測(cè)量下限高，硬度高，表面光潔度好，防銹性能較好，適合做高量程的活塞。
    3.11 活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)
    活塞有靠手來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)的，有靠電機(jī)帶動(dòng)的。用手來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)活塞上的砝碼，使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)是靠經(jīng)驗(yàn)。而電機(jī)驅(qū)動(dòng)是通過(guò)一個(gè)面來(lái)帶動(dòng)活塞和砝碼轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣活塞轉(zhuǎn)動(dòng)將是比較平穩(wěn)的。按照活塞式壓力計(jì)檢定規(guī)程的規(guī)定，活塞的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)該是活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而不應(yīng)該是電機(jī)始終帶著活塞筒轉(zhuǎn)動(dòng)。
    3.12 砝碼材料
    根據(jù)檢定規(guī)程 JJG 59- 2007 要求，0.02 級(jí)及以上的活塞式壓力計(jì)專用砝碼應(yīng)使用不銹鋼、鋁等低磁材料。
    3.13 活塞與砝碼連接方式
    活塞分為帶軸承和不帶軸承的兩種，按照 JJG 59- 2007規(guī)定，活塞的延續(xù)時(shí)間改為在測(cè)量范圍下限測(cè)量，這樣帶軸承的活塞式壓力計(jì)由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量太小，要想達(dá)到指標(biāo)要求，難度比較大。
    3.14 活塞的重心
    活塞式壓力計(jì)的重心應(yīng)該是越低越穩(wěn)。重心越低對(duì)活塞的同軸度和垂直度影響越小。
    3.15 電機(jī)調(diào)速
    選擇時(shí)，看電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是恒速的還是可以調(diào)速的，如果是恒速而且加的砝碼較重的話，活塞啟動(dòng)時(shí)砝碼將會(huì)有擺動(dòng)，這容易造成活塞桿折斷。而使用無(wú)級(jí)調(diào)速電機(jī)，砝碼將緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直到達(dá)到所要的速度，這樣活塞轉(zhuǎn)動(dòng)比較平穩(wěn)，可以有效地避免活塞桿折斷現(xiàn)象的發(fā)生。
    3.16 位移傳感器
    位移傳感器的安裝將替代燈光或刻線，因?yàn)檎{(diào)整燈光的焦距和觀察燈光的變化需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培訓(xùn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)檢定人員的要求較高，而活塞位置的分辨力是影響活塞檢定正確與否的重要因素。使用位移傳感器可以直觀地、準(zhǔn)確地顯示活塞的位置，有利于提高活塞檢定的準(zhǔn)確性，提高工作效率。
    3.17 轉(zhuǎn)速傳感器
    規(guī)程 JJG 59- 2007 規(guī)定檢定時(shí)活塞轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速應(yīng)該為30 r/min～60 r/min。傳統(tǒng)的方法是用轉(zhuǎn)速器測(cè)量或憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，誤差較大?，F(xiàn)在，部分活塞式壓力計(jì)上安裝了測(cè)量轉(zhuǎn)速裝置，這樣就可以在規(guī)定的轉(zhuǎn)速內(nèi)測(cè)量壓力值，提高了量傳的準(zhǔn)確度。
    總之，大家在選用活塞式壓力計(jì)時(shí)，通過(guò)以上所述的注意事項(xiàng)，再根據(jù)實(shí)際使用情況，就可以選到合適的活塞式壓力計(jì)了。