U形壓力計(jì)的計(jì)量新方法研究

楊啟斌 王春羽 李靖宇3

摘? 要：隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)計(jì)量行業(yè)對(duì)計(jì)量設(shè)備和計(jì)量方法提出越來(lái)越高的要求，而U形壓力計(jì)計(jì)量方法和設(shè)備卻仍然停留在21世紀(jì)初的水平。

為了提高U形壓力計(jì)計(jì)量工作的安全性和工作效率，本文將從U形壓力計(jì)的安裝固定、加壓、讀數(shù)等方面進(jìn)行探討，建議設(shè)計(jì)U形壓力計(jì)計(jì)量用到的新輔助設(shè)備和對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改造。

關(guān)鍵詞：U形壓力計(jì);計(jì)量

AbstractWith the rapid development of domestic industry，China's metering industry on the measurement equipment and measurement methods put forward higher and higher requirements，while The U-type pressure gauge meter measurement methods and equipment is still at the level of the beginning of the 21st century.

In order to improve the safety and efficiency of U-type pressure gauge measurement work，this paper will discuss the installation of U-type pressure meter sly，pressurization，reading and so on，and suggest the design of the measurement of new auxiliary equipment and laboratory transformation.

Keywords：U-shaped pressure gauge，metering

引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技水平的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)化步伐越來(lái)越快，U形壓力計(jì)也越來(lái)越多的使用在各個(gè)領(lǐng)域的科研、生產(chǎn)制作、測(cè)試等方面。

聶榮臻元帥說(shuō)：“科技要發(fā)展，計(jì)量須先行”，U形壓力計(jì)的使用雖然越來(lái)越廣泛，但其計(jì)量技術(shù)卻沒有很大提升，而且因?yàn)槭褂玫男枰?，各種型號(hào)的U形壓力計(jì)先后出現(xiàn)，尤其是U形壓力計(jì)的尺寸變得越來(lái)越長(zhǎng)，這給計(jì)量工作帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

U形壓力計(jì)的計(jì)量一般要求將壓力計(jì)豎直加壓，讀數(shù)時(shí)，視線與刻度線垂直，而國(guó)內(nèi)男性的平均身高在（169～170）cm，而新的U形壓力計(jì)的長(zhǎng)度超過了170cm。過長(zhǎng)的U形壓力計(jì)既不方便將計(jì)量用的蒸餾水倒入管中，也不方便給其加壓力和讀數(shù)。

總體構(gòu)想

U形壓力計(jì)的計(jì)量可簡(jiǎn)單分為以下四個(gè)步驟：

1通過往壓力計(jì)的透明玻璃管里加蒸餾水，確認(rèn)其外觀符合要求，玻璃管無(wú)破裂，玻璃管上刻度線和數(shù)字清晰可見。

2將U形壓力計(jì)直立放置，往其玻璃管中加入一定量的水，使其左右兩邊的水到達(dá)同一刻度線。

3將U形壓力計(jì)玻璃管的一端與壓力標(biāo)準(zhǔn)器連接，給其加某一個(gè)特定值的壓力，看其左右兩端的液位差，讀數(shù)并記錄數(shù)據(jù)。繼續(xù)加壓，取得多個(gè)液位差值的數(shù)據(jù)。

4用公式計(jì)算出相應(yīng)數(shù)據(jù)，用得出的數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)作比較，判定U形壓力計(jì)的性能，下結(jié)論。

在上述四個(gè)步驟中，第1和第4步驟不受U形壓力計(jì)體形變長(zhǎng)的影響。所以針對(duì)第2和第3步驟，我們提出了新的構(gòu)想。

第2步驟的新構(gòu)想

設(shè)計(jì)一個(gè)直立的架子，架子直立在底座上，且架子與底座形成的角度可以調(diào)節(jié)。底座上有四個(gè)角可以調(diào)節(jié)底座平面的高低。用水平儀放到底座平面上，然后調(diào)節(jié)四個(gè)角，使得底座處于水平狀態(tài)。再用量角器或者直角尺將架子與底座的角度調(diào)教到90度。

架子的高中低端分別設(shè)計(jì)三個(gè)夾子，將U形壓力計(jì)放到架子上，使壓力計(jì)分別夾在架子的高中低三個(gè)夾子上。固定好U形壓力計(jì)后，將一根加長(zhǎng)軟管的一端接到U形壓力計(jì)的左端，另一端接到水泵的螺紋工裝上。將水泵中的蒸餾水加壓到U形壓力計(jì)中。待水位將到底某刻度線時(shí)，換成滴定管加水，緩慢滴加，當(dāng)U形壓力計(jì)左右兩邊的凹液面同時(shí)相切某一數(shù)值的刻度線時(shí)，停止加水。

第3步驟的新構(gòu)想

考慮到加壓的氣密性對(duì)U形壓力計(jì)的計(jì)量產(chǎn)生影響，加壓設(shè)備建議選擇以空氣為介質(zhì)的自動(dòng)壓力發(fā)生器。由于U形壓力計(jì)直立放置，由于其身長(zhǎng)過高，所以氣體加壓需要選擇一根氣密性較好且較長(zhǎng)的軟管。

將軟管的一端連接在自動(dòng)壓力發(fā)生器的輸出端的工裝上，另一端與U形壓力計(jì)左右口中的任意一個(gè)端口相連，保證連接處的氣密性。為了保證加壓過程中計(jì)量系統(tǒng)沒有引入太大的誤差，應(yīng)將長(zhǎng)軟管的管身固定在架子上，使得在改變輸出的壓力時(shí)，長(zhǎng)軟管不會(huì)晃動(dòng)。

U形壓力計(jì)在計(jì)量中的難點(diǎn)

由于有的壓力計(jì)較長(zhǎng)，在直立放置時(shí)，身高不高的計(jì)量人員很難單獨(dú)完成長(zhǎng)軟管在U形壓力計(jì)上的安裝和拆卸，當(dāng)壓力增加到U形壓力計(jì)的上限壓力時(shí)，也不易實(shí)現(xiàn)視線垂直刻度線的度數(shù)。

這些問題可以借助一根小凳子解決，計(jì)量人員可以站在凳子上完成上述計(jì)量步驟的操作。但是凳子的使用存在著一定的安全隱患。此處建議將實(shí)驗(yàn)室改造，將專門計(jì)量U形壓力計(jì)的位置改造成一個(gè)小坑，在坑中安裝一套簡(jiǎn)單的升降設(shè)備。將計(jì)量架子安裝在升降設(shè)備上，計(jì)量人員可根據(jù)自身的身高調(diào)節(jié)升降設(shè)備，這樣不僅增加了計(jì)量生產(chǎn)的安全性，也提高了計(jì)量工作的效率。

結(jié)論與展望

通過長(zhǎng)期對(duì)U形壓力計(jì)工作的總結(jié)，本文提供了一共更為安全可靠的U形壓力計(jì)計(jì)量方法，其中包括對(duì)輔助設(shè)備重新設(shè)計(jì)，和對(duì)實(shí)驗(yàn)室改造的初步設(shè)想，并且假象了一些不成熟的改進(jìn)措施。

目前的研究探討僅限于現(xiàn)有的U形壓力計(jì)計(jì)量方法，對(duì)于U形壓力計(jì)計(jì)量中，接口處氣密性問題，水的純凈度和水溫對(duì)計(jì)量的影響，計(jì)量主標(biāo)準(zhǔn)器與U形壓力計(jì)液位差的幾何中心之間的高度差對(duì)計(jì)量測(cè)試的影響等問題，還需要計(jì)量行業(yè)同仁進(jìn)一步的探索與研究。

參考文獻(xiàn)

[1]? 劉景利 杜書利 JJG241—2002精密杯形和U形液體壓力計(jì)檢定規(guī)程;國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2002-09-13

[2]? 卜雄洙 朱麗 吳鍵 計(jì)量學(xué)基礎(chǔ);清華大學(xué)出版社，2019

[3]? 陳興 黃愛軍 王學(xué)義 力學(xué)計(jì)量;中國(guó)計(jì)量出版社，2006-11-01