壓力表的計(jì)量檢測(cè)問題和解決措施探究

【摘要】本文首先簡要介紹了壓力表的工作原理和類型，然后分析了常見的壓力表計(jì)量檢測(cè)問題，最后探索解決問題的措施，希望能優(yōu)化壓力表技術(shù)，為相關(guān)單位和人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】壓力表；計(jì)量檢測(cè)；問題；解決措施

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.051

Exploration of Measurement and Testing Problems and Solutions for Pressure Gauges

YANG Fengling

（Hechi Metrology and Testing Institute， Hechi 547000， China）

Abstract： This paper first briefly introduces the working principle and types of pressure gauge， then analyzes the common pressure gauge measurement detection problems， and finally explores the measures to solve the problems， hoping to optimize the pressure gauge technology and provide the reference for the related unit and the personnel.

Keywords： pressure gauge； measurement detection； problem； solution

0引言

壓力表是一種常見且廣泛應(yīng)用的測(cè)量設(shè)備。從工程實(shí)踐的角度來看，保證壓力表的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。然而，根據(jù)實(shí)際情況觀察，壓力表的計(jì)量檢測(cè)問題頻繁發(fā)生。這些問題不僅包括測(cè)量精度不準(zhǔn)確，還可能對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，增加風(fēng)險(xiǎn)隱患。因此，研究壓力表質(zhì)量檢測(cè)的課題具有重要意義。

1壓力表的工作原理及類型

1.1彈簧管式壓力表

彈簧管式壓力表是常用壓力表主要類型之一，該儀表通常應(yīng)用彈簧管形狀的變化檢測(cè)壓力的改變情況。分析其工作原理后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力表受到壓力作用時(shí)彈簧管的形狀會(huì)隨之出現(xiàn)改變，同時(shí)指針也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，隨后，對(duì)應(yīng)的變化值就會(huì)通過刻度盤顯示出來，也就是壓力值。彈簧管式壓力表內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，使用范圍較廣，操作便捷。其主要優(yōu)勢(shì)在于讀數(shù)更加直觀、響應(yīng)速度更快且成本低。但也存在容易受溫度影響、無法精準(zhǔn)測(cè)量高頻壓力信號(hào)等缺點(diǎn)。

1.2液柱式壓力表

液柱式壓力表通?？梢约?xì)分為兩種類型，一種是單柱式壓力表，另外一種是U型管壓力表。這兩種類型的工作原理都是在重力作用下產(chǎn)生壓力差。在使用液柱式壓力表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在不同的高度下，液體產(chǎn)生的壓力差和被測(cè)壓力通常具有正比例關(guān)系，分析高度差便可以獲得被測(cè)壓力。其優(yōu)勢(shì)在于內(nèi)部構(gòu)造比較簡單、測(cè)量比較準(zhǔn)確、溫度對(duì)其影響較小。但也存在無法適用于脈動(dòng)和高壓測(cè)量、體積比較大、現(xiàn)場讀數(shù)操作不便等缺點(diǎn)[1]。

1.3電子式壓力表

電子式壓力表的類型比較多，比如常見的電感式壓力表、壓阻式壓力表和電容式壓力表等，其工作原理是應(yīng)用傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。電子式壓力表的穩(wěn)定性更強(qiáng)，測(cè)量精度更高，還可以與其他電子設(shè)備相互連接，數(shù)據(jù)采集和分析更加方便，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，比如監(jiān)測(cè)。其優(yōu)勢(shì)為響應(yīng)速度更快且準(zhǔn)確性更高。但也存在需要更高的成本、溫度和濕度會(huì)對(duì)準(zhǔn)確性帶來直接影響、維護(hù)和保養(yǎng)的流程相對(duì)復(fù)雜等缺點(diǎn)。

2壓力表的常見計(jì)量檢測(cè)問題

2.1零點(diǎn)偏移

在無壓力的情形下，壓力表的指針末端指向零點(diǎn)，該現(xiàn)象叫作零點(diǎn)偏移。引起該現(xiàn)象的原因較多，比如傳動(dòng)結(jié)構(gòu)故障、壓力表彈簧元件出現(xiàn)問題等。一旦出現(xiàn)該現(xiàn)象，則測(cè)量值可能會(huì)不準(zhǔn)確，壓力表的精確度也容易受影響。

2.2線性誤差

在測(cè)量范圍內(nèi)，壓力表的實(shí)際測(cè)量值和理論測(cè)量值不一致，兩者出現(xiàn)的偏差叫作線性誤差。引起該現(xiàn)象的主要原因?yàn)椋簜鲃?dòng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題或是壓力表彈簧元件有故障，也可能是因?yàn)椴牧蠁栴}所導(dǎo)致的。如果出現(xiàn)線性誤差，那么在不同壓力下，壓力表的測(cè)量準(zhǔn)確性均會(huì)受影響，測(cè)量的值也不準(zhǔn)確[2]。

2.3環(huán)境溫度影響

壓力表的測(cè)試結(jié)果是否準(zhǔn)確，環(huán)境溫度是主要影響因素之一。在制造過程中，一些制造商可能忽略了溫度補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑢?dǎo)致在溫度波動(dòng)較大的情況下，壓力表的測(cè)量結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。這是因?yàn)闊o論是傳感器還是內(nèi)部彈簧元件，在溫度變化較大時(shí)都會(huì)發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。不僅如此，對(duì)于液柱式壓力表來說，如果溫度出現(xiàn)明顯變化，液體的性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，包括黏度、密度等，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.4長時(shí)間使用導(dǎo)致的磨損和老化

經(jīng)過時(shí)間的推移，壓力表內(nèi)部構(gòu)件的老化和變形會(huì)對(duì)其測(cè)試性能產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致結(jié)果不精確。以下三點(diǎn)是可能出現(xiàn)的問題：第一，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)磨損，長時(shí)間的使用可能導(dǎo)致壓力表的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)變得松動(dòng)，從而使指針不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定。第二，彈簧元件的彈性越來越差，保證不了測(cè)量精確性。第三，刻度盤和指針逐漸磨損，導(dǎo)致讀數(shù)出現(xiàn)誤差。

2.5其他常見問題

除了上述問題，還有其他問題導(dǎo)致壓力表測(cè)量不準(zhǔn)確。第一，安裝存在問題，如安裝方法不合理、安裝位置不準(zhǔn)確；第二，氣泡和雜質(zhì)，尤其是液柱式壓力表，很容易出現(xiàn)氣泡或者雜質(zhì)，而這些都會(huì)造成液柱高度的測(cè)量存在不精確的現(xiàn)象，進(jìn)而造成測(cè)量結(jié)果存在誤差。電子式壓力表和彈簧管式壓力表也可能受到類似的問題影響，例如，在被測(cè)介質(zhì)中存在氣泡時(shí)，測(cè)量結(jié)果往往是不準(zhǔn)確的[3]。

3壓力表計(jì)量檢測(cè)問題的解決措施與建議

3.1選擇合適的壓力表類型和精度等級(jí)

在應(yīng)用過程中，保證壓力表測(cè)試結(jié)果更加精準(zhǔn)的前提條件是選擇適用的壓力表。對(duì)于不同的壓力表，適用的情況是不同的。如果介質(zhì)具有腐蝕性特征，應(yīng)該更關(guān)注壓力表的耐腐蝕性能；如果介質(zhì)具有高溫性，則需要關(guān)注壓力表的耐高溫性能。若是氣體或液體介質(zhì)，也需要從介質(zhì)本身的需求出發(fā)，選擇合適的壓力表。對(duì)于氣體或液體介質(zhì)，需要根據(jù)介質(zhì)本身的需求選擇合適的壓力表。一般情況下，壓力表的測(cè)量范圍應(yīng)適當(dāng)超過被測(cè)系統(tǒng)的最大壓力值，以防止在受到較大壓力時(shí)壓力表損壞的情況發(fā)生。此外，還需要參考測(cè)量要求，選擇適當(dāng)精度等級(jí)的壓力表。

需要強(qiáng)調(diào)的是，并非所有情況都需要選擇精度較高的壓力表，因?yàn)檫@類壓力表不僅成本較高，而且維護(hù)難度也較大。除了這些方面，還需要考慮其他影響因素，如溫度、濕度和震動(dòng)等。如果溫度變化較大，選擇壓力表時(shí)應(yīng)考慮其溫度補(bǔ)償性能。如果存在較大的震動(dòng)，需注意壓力表的抗震性能。

3.2規(guī)范安裝和使用方法

在安裝壓力表時(shí)，需要選擇一個(gè)容易操作且觀察方便的位置，同時(shí)要避免嚴(yán)重的撞擊或震動(dòng)。此外，還應(yīng)盡量避開高溫環(huán)境和有害氣體，以延長使用壽命并確保良好的性能。對(duì)于連接壓力表的部件，需要確保準(zhǔn)確無誤地連接，并保證接頭的密封性，以防止泄漏問題的出現(xiàn)。如果安裝的是液柱式壓力表，必須進(jìn)行氣泡和雜質(zhì)檢測(cè)，以防止氣泡和雜質(zhì)的影響。在拆卸壓力表時(shí)，應(yīng)輕拿輕放，以避免損壞。在安裝和應(yīng)用過程中，務(wù)必提前閱讀說明書，并按照規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。由于壓力表的類型和品牌眾多，存在一些差異，只有按照說明書的操作才能確保結(jié)果的客觀準(zhǔn)確性。如果在使用壓力表時(shí)出現(xiàn)故障，必須立即停止使用，并根據(jù)要求解決故障。無論出現(xiàn)何種故障，都需要及時(shí)檢測(cè)，確定問題原因，并提出合理的解決方法。

3.3加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)

要想保證壓力表測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，就必須加強(qiáng)對(duì)相關(guān)操作人員的培訓(xùn)及教育，只有保證人員具有良好的素質(zhì)和能力，全面掌握壓力表的工作原理，明確其操作方法以及維護(hù)技巧等，才能規(guī)避誤差的產(chǎn)生，減少使用中的故障。第一，需要完善培訓(xùn)體系，優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容，在培訓(xùn)中納入有關(guān)壓力表的專業(yè)知識(shí)，如壓力表的特征、適用范圍和工作原理等，確保工作人員全面了解壓力表。第二，要明確培訓(xùn)的重點(diǎn)，包括安裝、使用和故障維修等，提高操作人員的操作技能。保證操作人員在使用時(shí)能準(zhǔn)確操作，尤其是按說明書操作，在出現(xiàn)故障時(shí)，操作人員能提出建設(shè)性意見，在短時(shí)間內(nèi)明確問題產(chǎn)生的原因，并使用合理的方法解決。第三，應(yīng)將日常維護(hù)和保養(yǎng)方法納入培訓(xùn)體系之中，引導(dǎo)工作人員學(xué)習(xí)檢查壓力表、清洗壓力表及更換壓力表的方法，并掌握不同零部件的功能及使用操作流程等，以此延長壓力表的使用壽命，提高應(yīng)用效果?？偠灾ぷ魅藛T的能力和素質(zhì)對(duì)壓力表的使用效果具有直接影響，因而加強(qiáng)對(duì)工作人員的培訓(xùn)具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，其可以減少失誤，延長壓力表使用壽命，提高測(cè)量精度[4]。

3.4定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)

為了保證壓力表測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確，須定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)。第一，在開展校準(zhǔn)工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)壓力源和標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)，并全面分析各種性能指標(biāo)，如線性誤差、壓力表零點(diǎn)和滿量程等。得到校準(zhǔn)結(jié)果之后，以此為參照標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估壓力表的測(cè)量性能，分析其性能是否符合相關(guān)要求，如果不符合要求，必須及時(shí)更換，或通過維修解決。第二，在開展維護(hù)工作過程中，需要定期對(duì)壓力表展開檢測(cè)，包括其機(jī)械結(jié)構(gòu)、外觀以及密封性等。如果使用的是液柱式壓力表或彈簧式壓力表，必須對(duì)一些關(guān)鍵部件做檢查，如刻度盤、彈簧元件和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)等，分析其是否存在老化或磨損的情況。如果使用的是電子式壓力表，則要重點(diǎn)檢查顯示器、傳感器和電路板，分析其性能是否穩(wěn)定，如果發(fā)現(xiàn)性能存在問題，或檢測(cè)發(fā)現(xiàn)零部件出現(xiàn)損壞，要及時(shí)更換或是清洗、修理等。此外，定期的校準(zhǔn)和維護(hù)也有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，在解決故障的同時(shí)還可提高測(cè)量精度。一般來說，校準(zhǔn)周期的確定非常重要，需要考慮多種影響因素，包括實(shí)際工況、壓力表使用頻率和精度等級(jí)等。在制定校準(zhǔn)方案時(shí)，要實(shí)事求是，并根據(jù)不同壓力表的情況制定針對(duì)性的校準(zhǔn)計(jì)劃。此外，在使用壓力表時(shí)，也應(yīng)關(guān)注以下內(nèi)容：首先，控制好使用頻率，避免零部件老化。其次，如果發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行故障分析，找出原因并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案。最后，日常要做好防護(hù)措施，如防震和防高溫，確保壓力表性能完好無損，延長其使用壽命。

3.5采用先進(jìn)的制造工藝和材料

壓力表的選材和工藝也會(huì)決定其應(yīng)用效果，選擇高質(zhì)量的材料可以減少磨損、降低老化速度，并提高壽命。例如，選擇耐磨性強(qiáng)且具有一定抗腐蝕性的金屬材料可以在惡劣工況下保持較好的性能。如果使用彈性材料，且其強(qiáng)度較高，可以確保壓力表的靈敏性和穩(wěn)定性。在工藝方面，采用先進(jìn)的工藝可以保證零部件質(zhì)量，并提高壓力表的精度。例如，利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精密加工可以保持零部件形狀和尺寸的精準(zhǔn)性。激光切割和焊接技術(shù)可以改善零部件的密封性和連接精度。在設(shè)計(jì)方面，應(yīng)用新型結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念可以提高壓力表的適應(yīng)性和測(cè)量性能。

4結(jié)束語

綜上所述，壓力表的使用范圍較廣，保證其性能完善以及測(cè)量精度準(zhǔn)確性極其重要，相關(guān)單位和人員應(yīng)正確對(duì)待目前壓力表計(jì)量檢測(cè)方面存在的問題，并在后續(xù)工作中引入先進(jìn)的思想、合理的技術(shù)和工藝等，以滿足更多壓力表計(jì)量測(cè)試需求的場景，并持續(xù)改進(jìn)壓力表的計(jì)量技術(shù)。這樣可以不斷提高壓力表的性能，并確保其在實(shí)際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性和可靠性。

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[3]解立莉.淺析壓力表的計(jì)量檢測(cè)問題和解決措施[J].全體育，2020（9）：231-232.

[4]沈神月.壓力表的計(jì)量檢測(cè)問題及解決措施[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2021，47（4）：52-53.

【作者簡介】

楊鳳玲，女，1992年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)橛?jì)量。

（編輯：于淼）