【摘要】本文首先簡要介紹了壓力表的工作原理和類型，然后分析了常見的壓力表計量檢測問題，最后探索解決問題的措施，希望能優(yōu)化壓力表技術(shù)，為相關(guān)單位和人員提供參考。

【關(guān)鍵詞】壓力表；計量檢測；問題；解決措施

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.03.051

Exploration of Measurement and Testing Problems and Solutions for Pressure Gauges

YANG Fengling

（Hechi Metrology and Testing Institute， Hechi 547000， China）

Abstract： This paper first briefly introduces the working principle and types of pressure gauge， then analyzes the common pressure gauge measurement detection problems， and finally explores the measures to solve the problems， hoping to optimize the pressure gauge technology and provide the reference for the related unit and the personnel.

Keywords： pressure gauge； measurement detection； problem； solution

0引言

壓力表是一種常見且廣泛應(yīng)用的測量設(shè)備。從工程實踐的角度來看，保證壓力表的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。然而，根據(jù)實際情況觀察，壓力表的計量檢測問題頻繁發(fā)生。這些問題不僅包括測量精度不準(zhǔn)確，還可能對工程質(zhì)量產(chǎn)生影響，增加風(fēng)險隱患。因此，研究壓力表質(zhì)量檢測的課題具有重要意義。

1壓力表的工作原理及類型

1.1彈簧管式壓力表

彈簧管式壓力表是常用壓力表主要類型之一，該儀表通常應(yīng)用彈簧管形狀的變化檢測壓力的改變情況。分析其工作原理后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力表受到壓力作用時彈簧管的形狀會隨之出現(xiàn)改變，同時指針也會發(fā)生相應(yīng)的變化，隨后，對應(yīng)的變化值就會通過刻度盤顯示出來，也就是壓力值。彈簧管式壓力表內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對簡單，使用范圍較廣，操作便捷。其主要優(yōu)勢在于讀數(shù)更加直觀、響應(yīng)速度更快且成本低。但也存在容易受溫度影響、無法精準(zhǔn)測量高頻壓力信號等缺點。

1.2液柱式壓力表

液柱式壓力表通?？梢约毞譃閮煞N類型，一種是單柱式壓力表，另外一種是U型管壓力表。這兩種類型的工作原理都是在重力作用下產(chǎn)生壓力差。在使用液柱式壓力表進行測量時，在不同的高度下，液體產(chǎn)生的壓力差和被測壓力通常具有正比例關(guān)系，分析高度差便可以獲得被測壓力。其優(yōu)勢在于內(nèi)部構(gòu)造比較簡單、測量比較準(zhǔn)確、溫度對其影響較小。但也存在無法適用于脈動和高壓測量、體積比較大、現(xiàn)場讀數(shù)操作不便等缺點[1]。

1.3電子式壓力表

電子式壓力表的類型比較多，比如常見的電感式壓力表、壓阻式壓力表和電容式壓力表等，其工作原理是應(yīng)用傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)化成電信號。電子式壓力表的穩(wěn)定性更強，測量精度更高，還可以與其他電子設(shè)備相互連接，數(shù)據(jù)采集和分析更加方便，能實現(xiàn)遠程操控，比如監(jiān)測。其優(yōu)勢為響應(yīng)速度更快且準(zhǔn)確性更高。但也存在需要更高的成本、溫度和濕度會對準(zhǔn)確性帶來直接影響、維護和保養(yǎng)的流程相對復(fù)雜等缺點。

2壓力表的常見計量檢測問題

2.1零點偏移

在無壓力的情形下，壓力表的指針末端指向零點，該現(xiàn)象叫作零點偏移。引起該現(xiàn)象的原因較多，比如傳動結(jié)構(gòu)故障、壓力表彈簧元件出現(xiàn)問題等。一旦出現(xiàn)該現(xiàn)象，則測量值可能會不準(zhǔn)確，壓力表的精確度也容易受影響。

2.2線性誤差

在測量范圍內(nèi)，壓力表的實際測量值和理論測量值不一致，兩者出現(xiàn)的偏差叫作線性誤差。引起該現(xiàn)象的主要原因為：傳動結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題或是壓力表彈簧元件有故障，也可能是因為材料問題所導(dǎo)致的。如果出現(xiàn)線性誤差，那么在不同壓力下，壓力表的測量準(zhǔn)確性均會受影響，測量的值也不準(zhǔn)確[2]。

2.3環(huán)境溫度影響

壓力表的測試結(jié)果是否準(zhǔn)確，環(huán)境溫度是主要影響因素之一。在制造過程中，一些制造商可能忽略了溫度補償?shù)墓δ?，?dǎo)致在溫度波動較大的情況下，壓力表的測量結(jié)果會出現(xiàn)偏差。這是因為無論是傳感器還是內(nèi)部彈簧元件，在溫度變化較大時都會發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，從而影響測量的準(zhǔn)確性。不僅如此，對于液柱式壓力表來說，如果溫度出現(xiàn)明顯變化，液體的性質(zhì)會發(fā)生改變，包括黏度、密度等，也會導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.4長時間使用導(dǎo)致的磨損和老化

經(jīng)過時間的推移，壓力表內(nèi)部構(gòu)件的老化和變形會對其測試性能產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致結(jié)果不精確。以下三點是可能出現(xiàn)的問題：第一，傳動結(jié)構(gòu)磨損，長時間的使用可能導(dǎo)致壓力表的傳動結(jié)構(gòu)變得松動，從而使指針不準(zhǔn)確或不穩(wěn)定。第二，彈簧元件的彈性越來越差，保證不了測量精確性。第三，刻度盤和指針逐漸磨損，導(dǎo)致讀數(shù)出現(xiàn)誤差。

2.5其他常見問題

除了上述問題，還有其他問題導(dǎo)致壓力表測量不準(zhǔn)確。第一，安裝存在問題，如安裝方法不合理、安裝位置不準(zhǔn)確；第二，氣泡和雜質(zhì)，尤其是液柱式壓力表，很容易出現(xiàn)氣泡或者雜質(zhì)，而這些都會造成液柱高度的測量存在不精確的現(xiàn)象，進而造成測量結(jié)果存在誤差。電子式壓力表和彈簧管式壓力表也可能受到類似的問題影響，例如，在被測介質(zhì)中存在氣泡時，測量結(jié)果往往是不準(zhǔn)確的[3]。

3壓力表計量檢測問題的解決措施與建議

3.1選擇合適的壓力表類型和精度等級

在應(yīng)用過程中，保證壓力表測試結(jié)果更加精準(zhǔn)的前提條件是選擇適用的壓力表。對于不同的壓力表，適用的情況是不同的。如果介質(zhì)具有腐蝕性特征，應(yīng)該更關(guān)注壓力表的耐腐蝕性能；如果介質(zhì)具有高溫性，則需要關(guān)注壓力表的耐高溫性能。若是氣體或液體介質(zhì)，也需要從介質(zhì)本身的需求出發(fā)，選擇合適的壓力表。對于氣體或液體介質(zhì)，需要根據(jù)介質(zhì)本身的需求選擇合適的壓力表。一般情況下，壓力表的測量范圍應(yīng)適當(dāng)超過被測系統(tǒng)的最大壓力值，以防止在受到較大壓力時壓力表損壞的情況發(fā)生。此外，還需要參考測量要求，選擇適當(dāng)精度等級的壓力表。

需要強調(diào)的是，并非所有情況都需要選擇精度較高的壓力表，因為這類壓力表不僅成本較高，而且維護難度也較大。除了這些方面，還需要考慮其他影響因素，如溫度、濕度和震動等。如果溫度變化較大，選擇壓力表時應(yīng)考慮其溫度補償性能。如果存在較大的震動，需注意壓力表的抗震性能。

3.2規(guī)范安裝和使用方法

在安裝壓力表時，需要選擇一個容易操作且觀察方便的位置，同時要避免嚴(yán)重的撞擊或震動。此外，還應(yīng)盡量避開高溫環(huán)境和有害氣體，以延長使用壽命并確保良好的性能。對于連接壓力表的部件，需要確保準(zhǔn)確無誤地連接，并保證接頭的密封性，以防止泄漏問題的出現(xiàn)。如果安裝的是液柱式壓力表，必須進行氣泡和雜質(zhì)檢測，以防止氣泡和雜質(zhì)的影響。在拆卸壓力表時，應(yīng)輕拿輕放，以避免損壞。在安裝和應(yīng)用過程中，務(wù)必提前閱讀說明書，并按照規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)進行操作。由于壓力表的類型和品牌眾多，存在一些差異，只有按照說明書的操作才能確保結(jié)果的客觀準(zhǔn)確性。如果在使用壓力表時出現(xiàn)故障，必須立即停止使用，并根據(jù)要求解決故障。無論出現(xiàn)何種故障，都需要及時檢測，確定問題原因，并提出合理的解決方法。

3.3加強操作人員培訓(xùn)

要想保證壓力表測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，就必須加強對相關(guān)操作人員的培訓(xùn)及教育，只有保證人員具有良好的素質(zhì)和能力，全面掌握壓力表的工作原理，明確其操作方法以及維護技巧等，才能規(guī)避誤差的產(chǎn)生，減少使用中的故障。第一，需要完善培訓(xùn)體系，優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容，在培訓(xùn)中納入有關(guān)壓力表的專業(yè)知識，如壓力表的特征、適用范圍和工作原理等，確保工作人員全面了解壓力表。第二，要明確培訓(xùn)的重點，包括安裝、使用和故障維修等，提高操作人員的操作技能。保證操作人員在使用時能準(zhǔn)確操作，尤其是按說明書操作，在出現(xiàn)故障時，操作人員能提出建設(shè)性意見，在短時間內(nèi)明確問題產(chǎn)生的原因，并使用合理的方法解決。第三，應(yīng)將日常維護和保養(yǎng)方法納入培訓(xùn)體系之中，引導(dǎo)工作人員學(xué)習(xí)檢查壓力表、清洗壓力表及更換壓力表的方法，并掌握不同零部件的功能及使用操作流程等，以此延長壓力表的使用壽命，提高應(yīng)用效果。總而言之，工作人員的能力和素質(zhì)對壓力表的使用效果具有直接影響，因而加強對工作人員的培訓(xùn)具有極其重要的現(xiàn)實意義，其可以減少失誤，延長壓力表使用壽命，提高測量精度[4]。

3.4定期進行校準(zhǔn)和維護

為了保證壓力表測試結(jié)果更準(zhǔn)確，須定期進行校準(zhǔn)和維護。第一，在開展校準(zhǔn)工作時，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對比標(biāo)準(zhǔn)壓力源和標(biāo)準(zhǔn)壓力計，并全面分析各種性能指標(biāo)，如線性誤差、壓力表零點和滿量程等。得到校準(zhǔn)結(jié)果之后，以此為參照標(biāo)準(zhǔn)來評估壓力表的測量性能，分析其性能是否符合相關(guān)要求，如果不符合要求，必須及時更換，或通過維修解決。第二，在開展維護工作過程中，需要定期對壓力表展開檢測，包括其機械結(jié)構(gòu)、外觀以及密封性等。如果使用的是液柱式壓力表或彈簧式壓力表，必須對一些關(guān)鍵部件做檢查，如刻度盤、彈簧元件和傳動結(jié)構(gòu)等，分析其是否存在老化或磨損的情況。如果使用的是電子式壓力表，則要重點檢查顯示器、傳感器和電路板，分析其性能是否穩(wěn)定，如果發(fā)現(xiàn)性能存在問題，或檢測發(fā)現(xiàn)零部件出現(xiàn)損壞，要及時更換或是清洗、修理等。此外，定期的校準(zhǔn)和維護也有利于及時發(fā)現(xiàn)故障，在解決故障的同時還可提高測量精度。一般來說，校準(zhǔn)周期的確定非常重要，需要考慮多種影響因素，包括實際工況、壓力表使用頻率和精度等級等。在制定校準(zhǔn)方案時，要實事求是，并根據(jù)不同壓力表的情況制定針對性的校準(zhǔn)計劃。此外，在使用壓力表時，也應(yīng)關(guān)注以下內(nèi)容：首先，控制好使用頻率，避免零部件老化。其次，如果發(fā)現(xiàn)故障，應(yīng)及時進行故障分析，找出原因并制定相應(yīng)的應(yīng)對方案。最后，日常要做好防護措施，如防震和防高溫，確保壓力表性能完好無損，延長其使用壽命。

3.5采用先進的制造工藝和材料

壓力表的選材和工藝也會決定其應(yīng)用效果，選擇高質(zhì)量的材料可以減少磨損、降低老化速度，并提高壽命。例如，選擇耐磨性強且具有一定抗腐蝕性的金屬材料可以在惡劣工況下保持較好的性能。如果使用彈性材料，且其強度較高，可以確保壓力表的靈敏性和穩(wěn)定性。在工藝方面，采用先進的工藝可以保證零部件質(zhì)量，并提高壓力表的精度。例如，利用數(shù)控機床進行精密加工可以保持零部件形狀和尺寸的精準(zhǔn)性。激光切割和焊接技術(shù)可以改善零部件的密封性和連接精度。在設(shè)計方面，應(yīng)用新型結(jié)構(gòu)和先進的設(shè)計理念可以提高壓力表的適應(yīng)性和測量性能。

4結(jié)束語

綜上所述，壓力表的使用范圍較廣，保證其性能完善以及測量精度準(zhǔn)確性極其重要，相關(guān)單位和人員應(yīng)正確對待目前壓力表計量檢測方面存在的問題，并在后續(xù)工作中引入先進的思想、合理的技術(shù)和工藝等，以滿足更多壓力表計量測試需求的場景，并持續(xù)改進壓力表的計量技術(shù)。這樣可以不斷提高壓力表的性能，并確保其在實際應(yīng)用中的準(zhǔn)確性和可靠性。

【參考文獻】

[1]王秀男.淺析壓力表的計量檢測問題和解決措施[J].中國設(shè)備工程，2023（2）：147-149.

[2]莊建盛.壓力表的計量檢測問題和解決措施研究[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2023，5（6）：63-65.

[3]解立莉.淺析壓力表的計量檢測問題和解決措施[J].全體育，2020（9）：231-232.

[4]沈神月.壓力表的計量檢測問題及解決措施[J].化工設(shè)計通訊，2021，47（4）：52-53.

【作者簡介】

楊鳳玲，女，1992年出生，助理工程師，學(xué)士，研究方向為計量。

（編輯：于淼）