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高量程压力表检定造压系统的改造
点击次数:786 发布时间:2016-07-30

  随着计量行业的发展,压力测量的技术也日新月异,大家都聚焦于测量精度等级的提高,智能化自动化的改造, 忽视了造压系统的升级。然而造压系统在压力校准技术中占有非常重要的地位, 尤其在高压造压系统中, 长期存在工作效率低, 成本高, 操作不便的问题, 笔者通过对现有高压造压系统工作原理分析, 发现问题所在, 通过改造,解决此类问题。
1、现有高压造压系统的原理分析
1.1 人工手动活塞造压原理

如图 1 所示,我们先把标准器和被检压力表安装好,打开阀门, 通过手轮向外转带动油泵, 把油杯里的油吸入管路中, 关闭阀门, 手轮向内转动产生压力, 按照 JJG52-2013 《弹性元件式一般压力表、 压力真空表和真空表检定规程》 的要求完成检定后, 打开阀门, 油又回流到油杯中,同时也把杂质带入油杯中。 校准一块普通压力表需要 8 分钟左右, 对于氧气压力表等禁油的压力表则需额外添加油水分离器, 校准时间需要 10 分钟一块。 整个校准过程是以人工造压, 工作强度很大。 因为油介质中混入杂质, 通常每星期都会对其进行更换。即便如此, 装置单向阀亦经常堵塞, 活塞与缸筒因杂质磨损而漏油, 该装置是密封结构, 检修工作繁琐, 活塞、 缸筒的替换也是一笔不小的开支。
1.2 电控造压原理

如图 2 所示, 造压系统是通过电接点压力表 (或压力控制器 ) 油泵控制的。
把标准器和被检表安装好后, 关闭升压阀, 用电接点压力表 (或压力控制器 ) 设定一个压力值, 启动油泵电机进行造压, 直至设定点后关闭电机。 然后打开升压阀, 将油压导入标准器和被检表中, 在完成检定泄压时, 油再次回流到油泵中, 按照 JJG52-2013 《弹性元件式一般压力表、 压力真空表和真空表检定规程》 ,校准一块普通压力表需要6 分钟左右, 对于氧气压力表等禁油的压力表则需额外添加油水分离器, 校准时间需要 8 分钟一块。相比*种模式, 此方法相对省力, 但是维护成本较大, 一方面每星期对整个系统油介质的更换就是不少的开销, 另一面不停地开关以及回流的杂质也影响了油泵电机的使用寿命, 一旦需要厂家前来维修, 需要上千的费用。
2、改造后的高压造压系统
2.1 改造后的高压造压系统原理

如图 3 所示, 安装好标准器和被检表后, 按下启动键,压缩空气进入气动双向阀, 该阀是双位置单气控, 具有记忆功能, 内孔采用特殊工艺加工, 摩擦阻力小, 无需加油润滑, 在压缩空气的作用下, 阀内组件来回运动带动活塞将水箱里的水吸入管路中, 并对水进行预压, 在小腔体里产生一个基础稳定的压力, 这个过程是单向不可逆的。打开升压阀, 压缩气体顺着图中箭头, 进入大腔体, 因为大小腔体的受力横截面积 S 1 、 S 2 相差比较大,根据二力平衡 P 水*S 1 =P 气 *S 2 , 当 P 气 增大时, P 水 也成倍增加, 放大后的 P 水进入标准器和被检表中。按照 JJG52-2013 《弹性元件式一般压力表、 压力真空表和真空表检定规程》 的要求, 通过控制升压阀可完成进程的检定, 满量程后关闭升压阀, 打开泄压阀 2, 完成回程检定, zui后打开泄压阀 1, 水又流回到水箱中。
2.2 改造后造压系统的优点
①装置是以气、 水作为工作介质, 更干净环保, 成本也更低廉。 同时泄压后, 水回流至水箱中, 不会对系统内其他组件、 管路产生影响。该容器是个独立系统, 发现水质浑浊, 可很方便对水进行替换。若发现一批被检表弹簧管中都很脏, 亦可对水不进行循环使用, 回流的水直接排出即可。 至于日常维护, 只需定期对密封圈进行更换, 确保密封性完好即可, 几乎不需要维护费用。②装置使用气动双向阀带动活塞, 能在极短的时间内达到预压值, 而且预压值是可调的, 只需改变双向阀的进气压力。 通过固定的横截面积比, 可对预压放大十数倍。 笔者做过多次试验,压力从 0 到 60MPa, 10 秒内就能完成,操作简单无噪音, 又因介质是水, 基本能应对所有类型的压力表, 无需再外接油水分离器, 校准一块压力表的时间可降至 5 分钟左右。

2.3 改造造压系统的注意事项
①气动双向阀作为主要动力源,对他的选取尤为重要, 笔者建议使用亚德客的气动阀, 在安装前需清除进气管道内壁的杂质、 粉尘, 注意气体流动方向及接管牙型是否正确, 气源必须经过 40μm 的滤芯过滤, 避免在振动环境下使用。
②压力放大部分选材要经过耐压试验, 确保能长期承受 60MPa 的压力。
通过对高压造压系统改造前面的数据分析, 新的系统提升了工作效率, 节省了校准成本, 取代了油水分离器, 给检测人员在日常检测中带来很大便利, 保证压力表检定校准工作的有序进行。

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