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隨著計量行業(yè)的發(fā)展，壓力測量的技術(shù)也日新月異，大家都聚焦于測量精度等級的提高，智能化自動化的改造， 忽視了造壓系統(tǒng)的升級。然而造壓系統(tǒng)在壓力校準技術(shù)中占有非常重要的地位， 尤其在高壓造壓系統(tǒng)中， 長期存在工作效率低， 成本高， 操作不便的問題， 筆者通過對現(xiàn)有高壓造壓系統(tǒng)工作原理分析， 發(fā)現(xiàn)問題所在， 通過改造，解決此類問題。
1、現(xiàn)有高壓造壓系統(tǒng)的原理分析
1．1 人工手動活塞造壓原理
如圖 1 所示，我們先把標準器和被檢壓力表安裝好，打開閥門， 通過手輪向外轉(zhuǎn)帶動油泵， 把油杯里的油吸入管路中， 關閉閥門， 手輪向內(nèi)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生壓力， 按照 JJG52-2013 《彈性元件式一般壓力表、 壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》 的要求完成檢定后， 打開閥門， 油又回流到油杯中，同時也把雜質(zhì)帶入油杯中。 校準一塊普通壓力表需要 8 分鐘左右， 對于氧氣壓力表等禁油的壓力表則需額外添加油水分離器， 校準時間需要 10 分鐘一塊。 整個校準過程是以人工造壓， 工作強度很大。 因為油介質(zhì)中混入雜質(zhì)， 通常每星期都會對其進行更換。即便如此， 裝置單向閥亦經(jīng)常堵塞， 活塞與缸筒因雜質(zhì)磨損而漏油， 該裝置是密封結(jié)構(gòu)， 檢修工作繁瑣， 活塞、 缸筒的替換也是一筆不小的開支。
1．2 電控造壓原理
如圖 2 所示， 造壓系統(tǒng)是通過電接點壓力表 （或壓力控制器 ） 油泵控制的。
把標準器和被檢表安裝好后， 關閉升壓閥， 用電接點壓力表 （或壓力控制器 ） 設定一個壓力值， 啟動油泵電機進行造壓， 直至設定點后關閉電機。 然后打開升壓閥， 將油壓導入標準器和被檢表中， 在完成檢定泄壓時， 油再次回流到油泵中， 按照 JJG52-2013 《彈性元件式一般壓力表、 壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》 ，校準一塊普通壓力表需要6 分鐘左右， 對于氧氣壓力表等禁油的壓力表則需額外添加油水分離器， 校準時間需要 8 分鐘一塊。相比*種模式， 此方法相對省力， 但是維護成本較大， 一方面每星期對整個系統(tǒng)油介質(zhì)的更換就是不少的開銷， 另一面不停地開關以及回流的雜質(zhì)也影響了油泵電機的使用壽命， 一旦需要廠家前來維修， 需要上千的費用。
2、改造后的高壓造壓系統(tǒng)
2．1 改造后的高壓造壓系統(tǒng)原理
如圖 3 所示， 安裝好標準器和被檢表后， 按下啟動鍵，壓縮空氣進入氣動雙向閥， 該閥是雙位置單氣控， 具有記憶功能， 內(nèi)孔采用特殊工藝加工， 摩擦阻力小， 無需加油潤滑， 在壓縮空氣的作用下， 閥內(nèi)組件來回運動帶動活塞將水箱里的水吸入管路中， 并對水進行預壓， 在小腔體里產(chǎn)生一個基礎穩(wěn)定的壓力， 這個過程是單向不可逆的。打開升壓閥， 壓縮氣體順著圖中箭頭， 進入大腔體， 因為大小腔體的受力橫截面積 S 1 、 S 2 相差比較大，根據(jù)二力平衡 P 水*S 1 =P 氣 *S 2 ， 當 P 氣 增大時， P 水 也成倍增加， 放大后的 P 水進入標準器和被檢表中。按照 JJG52-2013 《彈性元件式一般壓力表、 壓力真空表和真空表檢定規(guī)程》 的要求， 通過控制升壓閥可完成進程的檢定， 滿量程后關閉升壓閥， 打開泄壓閥 2， 完成回程檢定， zui后打開泄壓閥 1， 水又流回到水箱中。
2．2 改造后造壓系統(tǒng)的優(yōu)點
①裝置是以氣、 水作為工作介質(zhì)， 更干凈環(huán)保， 成本也更低廉。 同時泄壓后， 水回流至水箱中， 不會對系統(tǒng)內(nèi)其他組件、 管路產(chǎn)生影響。該容器是個獨立系統(tǒng)， 發(fā)現(xiàn)水質(zhì)渾濁， 可很方便對水進行替換。若發(fā)現(xiàn)一批被檢表彈簧管中都很臟， 亦可對水不進行循環(huán)使用， 回流的水直接排出即可。 至于日常維護， 只需定期對密封圈進行更換， 確保密封性完好即可， 幾乎不需要維護費用。②裝置使用氣動雙向閥帶動活塞， 能在極短的時間內(nèi)達到預壓值， 而且預壓值是可調(diào)的， 只需改變雙向閥的進氣壓力。 通過固定的橫截面積比， 可對預壓放大十數(shù)倍。 筆者做過多次試驗，壓力從 0 到 60MPa， 10 秒內(nèi)就能完成，操作簡單無噪音， 又因介質(zhì)是水， 基本能應對所有類型的壓力表， 無需再外接油水分離器， 校準一塊壓力表的時間可降至 5 分鐘左右。
2．3 改造造壓系統(tǒng)的注意事項
①氣動雙向閥作為主要動力源，對他的選取尤為重要， 筆者建議使用亞德客的氣動閥， 在安裝前需清除進氣管道內(nèi)壁的雜質(zhì)、 粉塵， 注意氣體流動方向及接管牙型是否正確， 氣源必須經(jīng)過 40μm 的濾芯過濾， 避免在振動環(huán)境下使用。
②壓力放大部分選材要經(jīng)過耐壓試驗， 確保能長期承受 60MPa 的壓力。
通過對高壓造壓系統(tǒng)改造前面的數(shù)據(jù)分析， 新的系統(tǒng)提升了工作效率， 節(jié)省了校準成本， 取代了油水分離器， 給檢測人員在日常檢測中帶來很大便利， 保證壓力表檢定校準工作的有序進行。
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