溫度變化對(duì)壓力表檢測(cè)失準(zhǔn)的影響

劉麗

摘要：壓力表作為檢測(cè)儀表，在工業(yè)發(fā)展中得到廣泛的應(yīng)用。能夠精準(zhǔn)地對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。壓力表的精確測(cè)量，不僅僅有助于生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高工作效率，同時(shí)也能提高生產(chǎn)過程中的安全性。而壓力表的測(cè)量數(shù)據(jù)常常受到外界環(huán)境因素的干擾，在測(cè)量范圍內(nèi)產(chǎn)生失準(zhǔn)，本文針對(duì)壓力表在溫度變化下檢測(cè)失準(zhǔn)情況進(jìn)行分析，降低溫度對(duì)壓力表產(chǎn)生的影響。

關(guān)鍵詞：溫度;壓力表;失準(zhǔn)

壓力表是一種精密儀器，在各個(gè)行業(yè)都得到普遍應(yīng)用。作為精度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)的儀表，測(cè)量的準(zhǔn)確程度對(duì)工作會(huì)產(chǎn)生巨大影響。而壓力表的檢測(cè)數(shù)據(jù)常常會(huì)受到溫度變化的影響，這與壓力表工作的原理有密切的關(guān)系。要想在工作中對(duì)壓力表讀數(shù)做出準(zhǔn)確的判斷，就要結(jié)合壓力表工作特點(diǎn)，分析誤差種類和產(chǎn)生原因，進(jìn)行有效規(guī)避，從而減少誤差的產(chǎn)生。

一、壓力表的分類

根據(jù)不同測(cè)量精度的需求和工作環(huán)境的需要，使用的壓力表類型也不盡相同。壓力表的類型有以下四種。

（一）波登管壓力表

波登管壓力表是最為常見的壓力表類型之一，波登管敏感元件是它的主要構(gòu)件之一，截面面積呈現(xiàn)橢圓形的C形管，波登管壓力表受到外界溫度變化的影響比較大，敏感元件對(duì)溫度的感應(yīng)能力很強(qiáng)，因此在使用此類的壓力表時(shí)，要密切關(guān)注溫度和壓力的變化。

（二）膜盒壓力表

這種壓力表的敏感元件由兩個(gè)連接的圓形波浪的膜片構(gòu)成。測(cè)量時(shí)，介質(zhì)的壓力在膜盒內(nèi)側(cè)形成作用力，產(chǎn)生形變后間接測(cè)量介質(zhì)的壓力。這種壓力表一般都被用來測(cè)量氣體壓力。

（三）真空壓力表

真空壓力表通常被用在不具有腐蝕性和爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)中，這種壓力表是以大氣壓力為基準(zhǔn)，測(cè)量大于或小于大氣壓力的。

二、壓力表的工作原理

要分析溫度對(duì)壓力表測(cè)量精度產(chǎn)生的影響，首先需要了解壓力表工作的原理。壓力表是利用外界壓力對(duì)儀表內(nèi)部的元器件的壓力作用，產(chǎn)生元器件彈性形變，然后帶動(dòng)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)變的程度通過參數(shù)的形式傳輸?shù)絻x表的指針或顯示器，零指針的變化或顯示器的數(shù)字變化來表現(xiàn)壓力的大小。在實(shí)際工作中，壓力表彈性元器件的變化常常受到溫度變化的影響。溫度的變化直接影響到元器件的硬度和靈敏度，從而影響到壓力表測(cè)量的精度[1]。因此，很多壓力表都在使用中對(duì)環(huán)境溫度加以要求。國(guó)家相關(guān)檢測(cè)規(guī)程中，也針對(duì)壓力表測(cè)量溫度予以明確，檢測(cè)溫度要在15℃-25℃范圍內(nèi)。

三、溫度變化與彈性模量之間的關(guān)系

經(jīng)過相關(guān)技術(shù)專家的長(zhǎng)期研究，在溫度變化和彈性模量之間，總結(jié)出來相應(yīng)的換算關(guān)系，兩者之間遵循著這樣的公式：Et=EO（1-E×Δt）。公式中的Et為溫度在t時(shí)彈性元器件的彈性模量，EO是在室溫下彈性元器件的彈性模量，E是彈性模量的溫度系數(shù)，△t是t和t0的差值。根據(jù)公式可以很容易看出，Et和溫度成反比的關(guān)系，溫度的變化影響著Et的變化[2]。在大氣壓力不變的情況下，壓力表元器件的形變程度隨著溫度的增加而加大，壓力表的測(cè)量數(shù)值也隨著溫度的升高而增大。

四、溫度變化對(duì)氣壓力表測(cè)量結(jié)果的影響

1、壓力表原件對(duì)溫度變化的反應(yīng)，造成讀數(shù)失準(zhǔn)

壓力表是依賴于敏感元器件進(jìn)行測(cè)量的，外界的壓力首先要將作用力施加在敏感元器件上，通過它們的變形產(chǎn)生彈性變化。而彈性變化受到溫度的影響比較大，彈性會(huì)在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變。當(dāng)外界溫度升高超差彈性正常形變溫度時(shí)，元器件就會(huì)隨之增大變形量，壓力的變化數(shù)值也增大;當(dāng)外界溫度低于壓力表彈性元器件正常形變溫度范圍時(shí)，元器件就會(huì)減小形變，測(cè)量的數(shù)值會(huì)相應(yīng)減小。

要改善溫度對(duì)壓力表精準(zhǔn)度的影響，就要在測(cè)量時(shí)充分考慮外界溫度的影響因素，結(jié)合工作中對(duì)讀數(shù)精準(zhǔn)度的要求，判斷當(dāng)前溫度能夠進(jìn)行有效測(cè)量。如果要達(dá)到精準(zhǔn)測(cè)量，就要在環(huán)境溫度上加以控制。如果對(duì)于壓力測(cè)量結(jié)果僅僅是提供參考，對(duì)誤差要求的精度不高，這是只要將誤差控制在檢測(cè)對(duì)象的壓力的絕對(duì)值的1/3就可以了。

有很多企業(yè)對(duì)壓力表測(cè)量時(shí)溫度引起誤差給予了高度的重視，尤其在北方的一些企業(yè)，將壓力容器和氣壓泵都安裝在相對(duì)封閉的設(shè)備間內(nèi)，對(duì)壓力設(shè)備的安裝位置和周圍環(huán)境進(jìn)行了規(guī)劃，采取了控制溫度的措施。制作出設(shè)備間，在設(shè)備間內(nèi)加裝了采暖設(shè)備和通風(fēng)設(shè)施，使壓力表的工作溫度保持在合理范圍內(nèi)，這樣就能獲得相對(duì)準(zhǔn)確的參考值。

2、溫度對(duì)大氣壓的影響，造成壓力表讀數(shù)失準(zhǔn)

大氣的影響對(duì)壓力表測(cè)量值也有很大影響。在不同的大氣壓下，壓力表檢測(cè)的結(jié)果是截然不同的。而大氣壓受到溫度的影響也比較大。當(dāng)溫度升高，氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度加快，大氣壓力向四周擴(kuò)散，在范圍內(nèi)的大氣壓就會(huì)相應(yīng)減小，這種氣壓的變化，改變了壓力表的工作環(huán)境，對(duì)于用來測(cè)量相對(duì)壓力的氣壓表來講，大氣壓的改變，會(huì)直接關(guān)系到測(cè)量誤差的大小。

五、彈簧管式壓力表在測(cè)量中容易出現(xiàn)的問題

1.彈簧管式壓力表工作原理

彈簧管式壓力表中，圓弧形的彈簧管是主要的組成部件，彈簧管的一段固定，另一端封閉，為自由端。扇形的齒輪和機(jī)芯齒輪咬合構(gòu)成傳動(dòng)放大裝置。彈簧管式壓力表通過表內(nèi)的敏感元件的彈性形變，由機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳導(dǎo)到指針，形成壓力讀數(shù)顯示[3]。

2.彈簧管式壓力表使用時(shí)的檢查

這種壓力表在使用前，要檢查元器件的安裝是否存在松動(dòng)和滑落情況，發(fā)現(xiàn)有類似的問題發(fā)生，就要及時(shí)進(jìn)行維修或更換，如若不然會(huì)影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。剛剛購(gòu)買的彈簧管式壓力表要經(jīng)過檢查，確定外觀沒有問題，圖層沒有脫離情況才能投入使用。在選用這種壓力表時(shí)，還要結(jié)合需要測(cè)量的介質(zhì)，壓力表是否能夠達(dá)到預(yù)期的要求，是否能在警示臨界范圍內(nèi)有顏色變化的提示，儀表的讀數(shù)是否規(guī)范，避免因?yàn)殚L(zhǎng)期使用，造成讀數(shù)模糊，辨識(shí)度地等情況發(fā)生。在對(duì)壓力表進(jìn)行外觀檢查時(shí)，要注意儀表的玻璃是否具有劃痕，讀數(shù)是否清晰等因素。

3.彈簧管式壓力表不歸零的問題

使用彈簧式壓力表時(shí)，要檢查壓力表是否歸零。造成壓力表不歸零的原因有很多，需要工作人員注意安裝前的檢查。首先檢查游絲的彈性是不是適度，其次要檢查指針是否有松動(dòng)的現(xiàn)象存在。另外，齒輪的咬和程度也決定這指針是否能正常歸零。指針與表盤靠的太緊，產(chǎn)生摩擦也會(huì)影響到最后的讀數(shù)“。

六、壓力表受溫度影響的超差計(jì)算

壓力表受到溫度影響的情況很早就引起了工作人員的重視，目前也有很多計(jì)算方法可以通過溫度的測(cè)量和測(cè)量精度等級(jí)等參數(shù)，對(duì)壓力表溫度影響誤差的范圍進(jìn)行計(jì)算。使用的時(shí)候，只要把相應(yīng)的參數(shù)錄入到軟件計(jì)算系統(tǒng)中，就能通過軟件計(jì)算得出壓力表受到溫度變化影響的誤差值。這種計(jì)算方式是基于對(duì)數(shù)據(jù)與溫度的積累而得出的，對(duì)于壓力測(cè)量值精度要求較高的企業(yè)，可以提供很大的參考價(jià)值。

七、怎樣提高壓力表測(cè)量準(zhǔn)確度

提高壓力表測(cè)量的準(zhǔn)確程度，就要結(jié)合使用的環(huán)境，使用的功能和要求進(jìn)行合理選擇，這樣才能得到適合本工作范圍的讀數(shù)。

（一）按照類型選擇

選擇壓力表必須要考慮工藝生產(chǎn)的相關(guān)要求。比如是否采用遠(yuǎn)程記錄，是否需要自動(dòng)報(bào)警等功能;檢測(cè)的介質(zhì)基本性質(zhì)怎樣，酸堿環(huán)境如何，腐蝕性等都要根據(jù)具體情況，對(duì)壓力表的特性進(jìn)行選擇，這也是確保儀器儀表在特殊環(huán)境和工藝要求下能夠正常工作的前提。

（二）確定測(cè)量范圍

在進(jìn)行壓力表選擇是要充分考慮到壓力表元器件對(duì)溫度變化會(huì)產(chǎn)生彈性形變的特性，在選擇壓力表量程時(shí)，必須根據(jù)壓力表被測(cè)壓力的大小和壓力變化的速度，留用足夠的余地。這樣來看，壓力表在上線最大值應(yīng)該高于生產(chǎn)工藝中可能會(huì)出現(xiàn)的最大壓力值，這樣也就能防止所謂的爆表。在進(jìn)行比較穩(wěn)定的壓力時(shí)，最大的工作壓力不要超過測(cè)量上線的三分之二。在對(duì)脈動(dòng)壓力進(jìn)行測(cè)量時(shí)，最大工作壓力不能超過測(cè)量上線的一半;測(cè)量高壓時(shí)，最大工作壓力以不超過壓力表測(cè)量卜限值的五分之三為宜。選擇壓力表合適的范圍，不僅僅能夠減少壓力的損害，也能夠減少影響壓力表精準(zhǔn)度的相關(guān)因素。

（三）壓力表精度等級(jí)的選擇

購(gòu)買壓力表時(shí)要結(jié)合精度的使用要求，對(duì)壓力表精度進(jìn)行選擇。要根據(jù)工藝生產(chǎn)所允許的最大絕對(duì)誤差和選定的儀表量程，計(jì)算儀表允許的最大引用誤差。儀表越精確，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度越高，提供的參考信息越可靠。

綜合以上對(duì)溫度變化造成壓力表檢測(cè)失準(zhǔn)情況的分析，我們可以看出，從壓力表的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特性上，無法絕對(duì)避免。只有通過我們工作人員在進(jìn)行壓力檢測(cè)時(shí)，對(duì)環(huán)境的要求實(shí)現(xiàn)掌控，對(duì)溫度影響有充分的認(rèn)知，才能夠充分利用好現(xiàn)有誤差計(jì)算方法，將誤差降低到工藝生產(chǎn)允許的范圍之內(nèi)，讓壓力表的測(cè)量值起到更準(zhǔn)確的參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1]宋明謙.淺談溫度變化對(duì)壓力表檢測(cè)的影響[J].民營(yíng)科技，2017（07）：47.

[2]史琦.溫度變化對(duì)壓力表檢All失準(zhǔn)的影響[J].赤子（上中旬），2017（03）：154.

[3]朱海渤.溫度變化對(duì)壓力表檢All的影響[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2016（08）：36-37.

[4]王海燕.溫度變化對(duì)壓力表檢測(cè)失準(zhǔn)的影響[J].黑龍江科技信息，2016（09）：8.