压力计量的目的就是要保证计量单位的统一和量值的准确、可靠。在用弹簧式压力仪表进行压力计量时,其精度的高低,在灵敏度确定之后,从本质上讲,主要取决于弹性元件在压力或疏空的作用下,所显示的弹性后效,弹性迟滞,尤其是残余变形量的大小。由于它们的存在将导致压力仪表示值的失准或失灵,而这在压力计量中是绝对不允许的,必须引起足够的重视。现就减少弹簧式压力表残余变形,提高测量准确度的途径,分以下几个方面加以叙述。
1.合理地选择仪表的精度等级
由公式p=Ab/bx*y可以看出,弹簧管的伸展角P与短轴的增大Ab和原有初始角7成正比,与短轴的量值b成反比。为提高弹性元件的灵敏度,从设计角度出发,往往采用材质软、壁薄的大直径管子,并将其尽量压得扁平。这样做虽然可以提高灵敏度,但从另一方面讲,其适应的能力却不强。在压力或疏空的作用下,很容易疲劳,产生塑性变形,破坏原有的灵敏度,出现较大的误差。因此,在选择测压仪表时切不可片面地单纯追求高精度,除特殊需求外,一般情况下,只要能满足测量精度的要求即可。
2.合理选择测压仪表的公称直径
以弹簧管的曲率半径p和初始角7为函数的管端全部位移量,可表示为:
S=p/-yxp
V(7~sin7)+(1-cos
3.正确地选择测压仪表的工作范围
从测量的误差分析,可知在同一个绝对误差的情况下,被测压力的降低,会使相对误差增大。若被测压力接近于仪表极限压力时,测量的相对误差将是最小的。但弹簧管灵敏度的高低,是用弹簧管的最大工作压力与在该压力作用下所产生的弹簧管自由端总位移量的比值来确定的。sp\=s/p_,iX为常数时,即仪表的精度确定后,弹性元件能保持自己弹性的时间是依据最大工作压力的量值来决定。在接近极限压力情况下使用,将会降低仪表的寿命,使其逐渐积累变形,产生蠕变。因此,在保证测量精度要求的前提下,需根据压力的特性,选择合理的工作范围。若为静态压力时,其工作压力应选择在仪表测量上限的2/3—3/4处为宜。若为均匀动态负荷压力时,其工作压力应选在测量上限的2/3处为宜。若为可变负荷或振荡压力时,最好选择在测量上限1/3,最大不超过1/2为宜。
4.根据流体的性质选择不同类型的仪表
进行压力测量时,必须特别注意流体的性质,如果不充分考虑流体性质,测量就会失败。对于专用流体的压力测量,国家都有规定。但特别需要提出的是,温度和振动冲击对仪表的影响。由于材料线膨胀系数的变化而引起弹性系数变化的例子屡见不鲜。在长期的实践中,已充分证明了这一点。例如测量高温气体,当采用耐振、耐高温仪表时,其使用寿命可达十年之久,而精度始终在等级要求之内;而采用普通压力表时,在不到一个定检期(定检期为三个月)就会发生弹性元件变形,引起较大的误差,平均使用至一个定检期时,其弹簧管的变形量已到了报废的临界边缘。因此不能忽视温度和振动对弹簧管残余变形的影响。在选择测压仪表时,应根据流体的性质,分别选择耐高温型、耐振动型或普通型。
5.设计合理的测压系统
测压系统是压力计量的重要保证环节,它是否合理对弹簧式仪表的寿命、测量精度以及安全等都有直接的影响。因此必须注意以下几点:
(1)安装导压管,尽量避免被测介质直接进人弹簧管内,若测量气体压力时还应设置冷凝管,安装排水阀。导压管应尽量短,直径不宜过细。
(2)选择合理的安装位置,测压仪表的安装位置应选在取压口的上方或侧方,不要安装在取压口的下方,以防因液柱高度差产生的分压作用在仪表的弹簧管上。
(3)选择适当的环境,避开高温、振动、尘埃场所。在露天安装时还应注意防护设施,以避免弹簧管氧化和材质老化。
总之,要减少弹簧管式压力仪表的残余变形,必须坚持以预防为主的方针,采取扬长避短、统筹兼顾的措施。这样一定会将残余变形减少到最低程度,确保压力计量的准确、可靠。 |