壓力計(jì)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展與應(yīng)用

關(guān)鍵詞：壓力計(jì)量技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化，發(fā)展，應(yīng)用

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.12.029

0 引言

壓力計(jì)量技術(shù)，作為現(xiàn)代工業(yè)測量與控制領(lǐng)域的一項(xiàng)核心基礎(chǔ)技術(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程與應(yīng)用成效對(duì)于保障各行各業(yè)的安全運(yùn)行、提升產(chǎn)品品質(zhì)、促進(jìn)科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，以及實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確互認(rèn)，具有至關(guān)重要的意義。當(dāng)前，壓力計(jì)量技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于能源、化工、機(jī)械制造、航空航天、環(huán)境保護(hù)、生物醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域，其標(biāo)準(zhǔn)化水平的高低直接影響著相應(yīng)行業(yè)的產(chǎn)品性能、工作效率、經(jīng)濟(jì)效益乃至安全生產(chǎn)。因此，對(duì)壓力計(jì)量技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化管理，不僅是技術(shù)進(jìn)步的必然要求，也是推動(dòng)工業(yè)發(fā)展、提升國家競爭力的戰(zhàn)略需求。

1 壓力計(jì)量技術(shù)概述

壓力計(jì)量技術(shù)是一種用于測量與控制氣體或液體壓力的科學(xué)技術(shù)。該技術(shù)無論是在科學(xué)研究還是在人們的生產(chǎn)生活中都是不可或缺的。當(dāng)下，壓力計(jì)量技術(shù)已經(jīng)廣泛用于石油天然氣、化工、電力、冶金、航空航天、氣象、環(huán)保、醫(yī)藥、食品加工等諸多行業(yè)，是保障生產(chǎn)安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化工藝流程、實(shí)現(xiàn)智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)支持。該技術(shù)的核心主要是根據(jù)特定的傳感元件來感知介質(zhì)的壓力變化，同時(shí)將其轉(zhuǎn)化為人們能夠讀取或者處理的信號(hào)[1]。比如，在較為傳統(tǒng)的機(jī)械式壓力表中，主要通過彈簧管、膜盒等機(jī)械結(jié)構(gòu)將壓力轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)的角度。壓力計(jì)量技術(shù)的主要技術(shù)環(huán)節(jié)為以下幾個(gè)部分：第一，傳感元件。在這其中，包括但不限于壓敏電阻、壓電晶體、硅微機(jī)械結(jié)構(gòu)、光纖壓力傳感器等，這些元件將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為能夠檢測的信號(hào)。第二，信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換。該技術(shù)環(huán)節(jié)主要將原始信號(hào)進(jìn)行放大、濾波以及線性化處理，輸出與壓力成比例的電信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。第三，顯示和控制。通常情況下，壓力測試裝置會(huì)配有顯示器，將壓力值直接顯示出來，或者通過控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的閉環(huán)控制。第四，校準(zhǔn)和認(rèn)證。任何壓力計(jì)量設(shè)備在出廠前都會(huì)受到嚴(yán)格的校準(zhǔn)，以此來保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可行性。校準(zhǔn)工作的開展會(huì)根據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程來進(jìn)行，并且設(shè)備在使用過程中也需要定期校驗(yàn)以保持其準(zhǔn)確性。

2 壓力計(jì)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展策略

當(dāng)下，我國在壓力計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制方面取得了巨大進(jìn)步。首先，已建立了完善的壓力計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋了從基礎(chǔ)通用到專業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的各類標(biāo)準(zhǔn)。例如JJG 926-2015《記錄式壓力表、壓力真空表和真空表》、JJF 1511-2015《記錄式壓力表、壓力真空表及真空表型式評(píng)價(jià)大綱》等，為壓力儀表的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和使用提供了明確的技術(shù)指導(dǎo)。并且，根據(jù)不同行業(yè)的特殊需求，針對(duì)性地制定了石油化工、航空航天、電力、冶金等特定領(lǐng)域的壓力計(jì)量技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保了各行業(yè)內(nèi)部壓力測量的一致性和準(zhǔn)確性。

我國雖然在該領(lǐng)域已經(jīng)取得了明顯進(jìn)步，但是在壓力計(jì)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展應(yīng)用方面還有很大的上升空間。為了更好地推動(dòng)壓力計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，還要注重技術(shù)研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)化相結(jié)合，鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，支持企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行多種壓力計(jì)量技術(shù)的研發(fā)，同時(shí)在研發(fā)階段就注重標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，確保新產(chǎn)品、新技術(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，還要加大市場監(jiān)管與執(zhí)行力度，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)壓力計(jì)量器具市場的監(jiān)管，確保市場流通的產(chǎn)品符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。人才是促進(jìn)壓力計(jì)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的核心要素，因此，還需加強(qiáng)人才培養(yǎng)與宣傳普及?；诖?，有必要開展標(biāo)準(zhǔn)化宣貫培訓(xùn)，舉辦各類標(biāo)準(zhǔn)化研討會(huì)、培訓(xùn)班，培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化人才隊(duì)伍，提升從業(yè)人員的標(biāo)準(zhǔn)化意識(shí)和技能水平，提高行業(yè)內(nèi)外對(duì)壓力計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化重要性的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用和執(zhí)行。

3 壓力計(jì)量技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用建議

3.1 選用合適的設(shè)備

對(duì)于壓力計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用來說，設(shè)備的選用至關(guān)重要。為了保證測量結(jié)果的可靠性以及精準(zhǔn)性，需要根據(jù)以下幾個(gè)重要因素來進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。首先，根據(jù)待測壓力的范圍選擇具有相應(yīng)量程的壓力計(jì)或壓力傳感器。如此，不僅能夠有效覆蓋預(yù)期最大壓力，同時(shí)能有效規(guī)避因超出量程而導(dǎo)致設(shè)備損害的問題。其次，還要確立測量任務(wù)所需要的精度等級(jí)，并在此基礎(chǔ)上來選擇相應(yīng)的設(shè)備。最后，要對(duì)設(shè)備所工作的環(huán)境進(jìn)行充分考量，比如溫度、濕度、電磁感應(yīng)等諸多情況，選用可以在特定環(huán)境下能夠穩(wěn)定工作的壓力計(jì)量設(shè)備。信號(hào)輸出和系統(tǒng)兼容性亦是要考慮的重要因素。假如壓力計(jì)量設(shè)備需要和自動(dòng)化控制系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)接，就要確認(rèn)設(shè)備的信號(hào)輸出類型與接收系統(tǒng)的輸入要求相匹配，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。有效選用壓力計(jì)量設(shè)備需要對(duì)測量任務(wù)有清晰的認(rèn)識(shí)，綜合考量設(shè)備的各項(xiàng)性能指標(biāo)、工作環(huán)境等因素，最終選擇一款既能滿足測量需求，又能適應(yīng)工作環(huán)境，且具有較高性價(jià)比和穩(wěn)定可靠性的壓力計(jì)量產(chǎn)品。

3.2 定期校準(zhǔn)與維護(hù)

在壓力計(jì)量技術(shù)的應(yīng)用過程中，定期校準(zhǔn)與維護(hù)是確保測量準(zhǔn)確度、延長設(shè)備使用壽命以及保障生產(chǎn)安全的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于校準(zhǔn)工作的開展，首先應(yīng)制定校準(zhǔn)計(jì)劃，依據(jù)壓力計(jì)量設(shè)備的使用頻率、重要程度、環(huán)境條件以及相應(yīng)國家檢定規(guī)程規(guī)定的推薦周期，制定合理的校準(zhǔn)計(jì)劃。一般情況下，壓力測量儀表至少每半年校準(zhǔn)一次，而精度要求高的實(shí)驗(yàn)室或特殊應(yīng)用場合可能需要更頻繁的校準(zhǔn)。然后，便是要選擇那些合格的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)來展開校準(zhǔn)工作[3]。所選的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)一定是國家認(rèn)可的，或是具有相應(yīng)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室也可，如此方能保證校準(zhǔn)過程符合國家或國際標(biāo)準(zhǔn)。而對(duì)于維護(hù)保養(yǎng)工作，必須要實(shí)施日常檢查，定期對(duì)壓力儀表的外觀進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查有無損傷、銹蝕、泄漏等問題。同時(shí)也要確認(rèn)儀表讀數(shù)的穩(wěn)定性，尤其是在環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，以此來保證設(shè)備的精準(zhǔn)性和穩(wěn)定性。清潔和消毒也是必不可少的工作，針對(duì)接觸介質(zhì)的部件，比如，壓力接口、傳感器敏感元件等。應(yīng)實(shí)施定期清洗消毒，將積累的污垢、油脂、腐蝕物等去除，有效防止這些物質(zhì)影響測量精準(zhǔn)度。與此同時(shí)，還要進(jìn)行功能測試，通過測試來確定電源、信號(hào)輸出、報(bào)警功能等方面是否可以正常運(yùn)行，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)進(jìn)行解決。在校準(zhǔn)與維護(hù)過程中，如果發(fā)現(xiàn)構(gòu)件不能維修的，或是已經(jīng)沒有必要維修的要及時(shí)進(jìn)行更換。

4 結(jié)語

總而言之，壓力計(jì)量技術(shù)關(guān)乎到人們生產(chǎn)生活的許多方面，因此，應(yīng)重視并促進(jìn)其走向標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展道路，推動(dòng)整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。

作者簡介

魏濤，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)榱W(xué)計(jì)量。

（責(zé)任編輯：劉憲銀）