活塞式壓力計

活塞式壓力計的寫法

活塞式壓力計介紹

活塞式壓力計是一種最基礎的壓力標準器。主要由手搖壓力發生器、標準活塞測量頭、標準砝碼組、液壓系統以及各種操控閥門組成。

主要技術指標

功能：

量傳活塞壓力計；檢定壓力計、壓力表、壓力變送器等。

型號：

CW-6T、CW-60T、CW-250T、CW-600T、CW-800T、CW-1000T、CW-1600T、CW-2500T

測量范圍：

0.04～0.6MPa；

0.1～6MPa；

0.5～25Mpa；

1～60Mpa；1～80Mpa；

2～100MPa；

2～160Mpa；

5～250Mpa

準確度：

0.005級（±0.005[[%]]）；0.01級（±0.01[[%]]）；

0.02級（±0.02[[%]]）；0.05級（±0.05[[%]]）

活塞材料：

活塞桿：碳化鎢活塞筒：碳化鎢砝碼材料：0.02[%]不銹鋼0.05[%]碳鋼

工作介質

25MPa以下為變壓器油或變壓器油與煤油的混合油20℃時運動粘度9~12厘池酸值不大于0.05毫克KOH/克。25MPa以上（含25MPa）為癸二酸酯（癸二酸二異戊酯或癸二酸二異辛酯）20時運動粘度20~25厘池，酸值不大于0.05毫克KOH/克。

工作介質

變壓器油或變壓器油與煤油的混合油20℃時運動粘度9~12厘池酸值不大于0.05毫克KOH/克癸二酸酯（癸二酸二異戊酯或癸二酸二異辛酯）20時運動粘度20~25厘池，酸值不大于0.05毫克KOH/克。

國外技術參數

高性能的活塞式壓力計的長期穩定度已經使其成為高準確度壓力計量領域不可或缺的一種工具。隨著準確度水平的提高，質量保證要求的增強以及工作時自動化程度的提高，活塞式壓力計必須不斷革新以擔負起其在壓力量值傳遞體系中的關鍵角色。

福祿克公司壓力計量部（DHI）最著名于世的產品和技術就是其先進的活塞式壓力計。這些高精度，高性能的活塞式壓力計代表著世界水平的活塞壓力計，其用戶都是計量實驗室，壓力產品的著名制造商以及那些國際著名企業和國防單位的計量部門。福祿克的活塞式壓力計之所以能夠達到如此高的水平，是基于其精湛的制作工藝，不斷開發的各種專利技術以及數十年的經驗積累。

福祿克的DHI壓力計量部在開發新一代活塞式壓力計時提出了四點設計目標，包括：

確保支持當今以及未來準確度的要求；

提供一臺現代化的全智能壓力校準器，徹底改變壓力計量的傳統概念；

減小并盡可能消除操作者對測量的影響，提高測量的復現性；

改善活塞式壓力計的人機操作界面，使操作更簡單，更方便，并提高工作效率。

基準級活塞壓力計覆蓋完整壓力量程

福祿克的活塞式壓力計為基準級壓力計量器具，其準確度優于讀數的0.002（20ppm），是目前世界上活塞式壓力計的水平。中國、美國、英國、德國、日本等三十多個國家的計量技術機構及國防部門的計量單位均采用福祿克的活塞壓力計產品作為壓力基準裝置。

福祿克的活塞式壓力計產品覆蓋了從絕壓下非常低的氣壓到液體介質高壓的完整壓力量程，提供從真空到500MPa完整的壓力基準裝置解決方案，滿足直至計量部門的壓力計量需要。

盡管覆蓋不同的量程和介質可能需要幾款活塞壓力計平臺和特定的附件，但是整個系列中都保持了一致的用戶界面和工作原理。在大多數情況下，僅需要兩款活塞壓力平臺，4種活塞套筒模塊和兩組砝碼即可獲得完備的氣壓和油壓的校準能力。這樣就實現了系統之間的一致性，方便操作和培訓。操作者無需學習和操作幾款完全不同的系統來覆蓋完整的壓力范圍。通過減少所支持的計量設備的數量來降低維護成本。

獨特的模塊化活塞設計

除了精密的活塞制造工藝，福祿克在設計活塞的時候，采用了很多的專利和特殊技術，從而保證了其精確性，耐用性，方便性等。其中最重要的技術就是可更換的模塊化活塞設計和制造。為了保證活塞和套筒加工的精密性和一致性，它們都是一一對應的，配套成對。傳統的活塞壓力計更換活塞和套筒時不是很方便，因此通常不同的量程只能使用不同的壓力平臺。而福祿克的活塞是模塊化的，也就是活塞和套筒組合好的。不同的模塊可以在一個共同的平臺上使用。

這種模塊化設計的活塞有以下幾個好處：

無需使用工具就可以在數秒鐘內更換活塞模塊，也就是更換了壓力量程。

模塊為密封裝置，不會由于更換等原因造成活塞內部受到污染而引起測量誤差。

由于模塊將活塞和套筒集成在一體，避免了反復拆裝，從而限度減少了磨損，保證了精度，提高了測試的一致性和復現性。

精密的活塞模塊制造工藝

眾所周知，高性能活塞式壓力計的核心就是活塞系統本身的精密程度?；钊到y是由活塞以及活塞套筒組合而成?；钊吞淄驳呐浜铣潭仍胶?，其性能就越高。

福祿克的活塞及其套筒都是使用特殊工藝制造，其的尺寸與設計值的偏差在0.2mm之內。這樣就使得活塞和套筒之間的間隙非常小，例如35mm的氣壓活塞套筒的典型間隙小于1mm。這樣小的間隙就不是僅靠機械加工，包括最精密的機械加工所能夠達到的。要達到如此之高的精密程度，都是手工制作而成。而且活塞和套筒都是一一配對組成的。所有這些活塞組，也稱之為活塞模塊，都是由有幾十年制作經驗的大師手工制作完成的。這已經超出了一般傳統機械制造的概念。在福祿克公司DHI壓力部門，有數十位積累了數十年經驗的制作工藝大師來專門制作這種高精密的活塞模塊（活塞及其套筒）。在的制作過程中，他們使用特殊的軟布不斷地打磨，并且憑著多年的經驗和感覺來判斷活塞和套筒的緊密結合程度。即使如此，能夠真正達到精度的活塞模塊的比例也只有不到10。因此這種高性能，高精度的活塞模塊就是一個非常精密的工藝品，價格自然不菲。這樣精密的活塞加工水平帶來的好處是：1）獲得的計量性能；2）化（延長）了活塞的漂浮時間，方便了檢測；3）在高壓時減少了需要加砝碼的數量，減輕了校準時的工作強度，提高了工作效率。這些性能都給用戶帶來了很多實際的價值。

正是這種由工藝大師精心制作的活塞模塊才保證了福祿克活塞壓力計的高性能和高精度，同時也是其他壓力計廠商很難達到的水平。

精密的同心砝碼加載技術

盡管有上面所說的的活塞設計以及精密的活塞加工工藝，但是整個活塞壓力計的優異性能還受到加載砝碼的影響。其主要影響包括活塞套筒的垂直性以及和砝碼加載的同心性。也就是活塞套筒的軸線和重力加速度方向盡可能平行，加載的砝碼盡可能與活塞套筒的軸線同心。保證活塞套筒的垂直性和砝碼加載的性能也是福祿克活塞壓力計的設計和制造重點之一。為了保證砝碼加載的性能，加載部分的獨立零部件減少至兩個，活塞蓋和砝碼加載盤。經過精密加工后的砝碼加載盤在安裝好以后，與活塞軸心的誤差小于±20微米。這種設計和精密制造確保了砝碼加載和活塞套筒軸保持很好的同心。

模塊化的活塞，精密的制造工藝加上精密的砝碼加載技術使得福祿克的活塞式壓力計保持世界的水平。

高度集成的智能系統

傳統的活塞式壓力計大多是純機械的裝置，幾乎沒有任何電子的技術。在操作過程中，需要手工加壓，使活塞漂浮起來，并且手動讓其旋轉起來并保持一定的速度和穩定性。然后觀察被檢測壓力儀表的數值，記錄測試結果并進行相關的計算。這種傳統的操作全部是手動操作，很多步驟都是要依靠操作人員的經驗來完成的?，F在福祿克DHI壓力計量部的新式活塞壓力計徹底改變了這種情況。在新的活塞式壓力計中采用了大量的高新電子技術，從而使全手動，繁瑣的活塞壓力計量變成簡單，自動和方便的方式。

下面簡單介紹一下這個系統的構成和主要特點：活塞壓力計主要由以下幾個部分構成：活塞壓力電子平臺、終端控制和顯示器、活塞以及活塞套筒、砝碼組四大部分。此外還有壓力發生器/調節器等附件。

這一整套系統完成了高智能，高性能的活塞壓力計量和測試，它提供了如下特殊性能：

1.高度集成的全智能電子檢測、控制

活塞壓力計的底座是一個復雜的高性能計算機系統，嵌入了多功能的軟件，內置了多種傳感器，充分發揮了計算機，數據采集和處理的優勢。而智能底座連接至一個終端，作為和操作者的交互界面。它可以顯示各種提示，數據，結果等，也可以讓操作者利用鍵盤輸入各種指令。簡單，快速，方便。

這種全電子的檢測控制系統徹底改變了傳統活塞壓力的方式和概念，將活塞壓力計帶入到智能電子儀器的時代。這種電子儀器的方式可以提供很多測量的參數，包括：相對濕度，大氣壓，環境溫度，活塞套筒溫度，參考真空（PG7601）。它還可以記錄和調用活塞套筒和砝碼的計量數據，計算補償的壓力-質量和質量-壓力值，從而提供了基于性能的“就緒/未就緒”的狀態指示。

底座還提供RS232和IEEE488接口，可以連接PC完成控制和顯示。

2.智能的活塞漂浮設計

傳統的活塞壓力計，操作的時候最為單調，需要細致操作反復調整壓力使活塞漂浮起來。只有當施加的壓力和活塞加載的質量一致或相等的時候活塞才會漂浮起來。小了活塞不能漂浮。大了，活塞可能會在沒有任何警告的情況下突然升起，造成活塞上沖，從而會損害活塞。因此，施加壓力的過程是非常精密的。為了不發生過沖得情況下找到這個壓力點，就需要緩慢謹慎地控制壓力。

福祿克的活塞壓力計在設計的時候就考慮到這一點。在活塞的結構中特別增加了活塞預載系統，從而可以檢測到活塞的漂?。o論是手動操作還是自動操作）。當活塞將要離開行程的末端（也就是即將浮起）的時候提前發出預警的信息。如圖所示，預載系統是由彈簧控制的行程停止機構完成的。彈簧的彈力大約相當于活塞上兩公斤質量的重力。預載系統的原理就是通過彈簧提前施加了一個壓力，使得在施加的壓力等于加載砝碼的壓力之前就開始使活塞脫離行程末端。正是由于這個預載系統，福祿克的活塞壓力計就可以檢測到活塞的早期移動，并發出聲音，亮光等預警信號，提示活塞即將離開行程的末端開始浮起。只有活塞在行程的末端時預載系統才會工作，一旦活塞浮起來以后，預載系統不會影響活塞的正常移動。

原理圖

活塞式壓力計是一種最基礎的壓力標準器。主要由手搖壓力發生器、標準活塞測量頭、標準砝碼組、液壓系統以及各種操控閥門組成。本頁向您提供這種活塞式壓力計原理圖。如下圖所示：

活塞式壓力計原理圖

活塞式壓力計的工作原理如圖所示，當油杯閥處于開啟狀態下，可通過手搖壓力發生器（或稱壓力校驗器）為系統填充介質；當油杯閥處于關閉狀態下，活塞式壓力計便成為一個密閉的壓力系統。再通過手搖壓力發生器為這一密閉的系統進行壓力操控。在整個工作進程中，活塞式壓力計將遵循流體靜力學平衡原理穩定工作。當您在活塞底盤上添加或減少砝碼后，系統的壓力會隨之發生變化。要使系統的壓力與活塞底盤及其連接件和當時所承載的標準砝碼的質量總和的作用力平衡，還需通過手搖壓力發生器為系統升壓（降壓）操控，使活塞底盤升（降）到指定位置。處于這種狀態下的系統壓力就是一個標準的壓力值。顯然，這就是壓力概念定義的實踐，這一壓力量值的準確程度將完全取決于活塞系統的有效面積和專用砝碼的質量精度。如果需要解除系統的密閉狀態，只要通過手搖壓力發生器將系統壓力下調到活塞底盤的初始位置后，緩慢開啟油杯針閥即可?？梢?，這種活塞式壓力計的工作原理十分簡單。