半自動(dòng)化的壓力表快速檢定裝置的研制
文章研究介紹一種壓力表半自動(dòng)化檢定裝置，用壓縮空氣作介質(zhì)，由減壓器操縱快速升降壓的檢定臺(tái)和 一種數(shù)據(jù)快速錄入軟件系統(tǒng)組成，檢定效率優(yōu)于手動(dòng)和全自動(dòng)檢定系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為硬件裝置和軟件系統(tǒng)兩個(gè) 部分，硬件包括電腦、打印機(jī)、空氣壓縮機(jī)、氣體減壓器、微調(diào)閥、連接管路和若干標(biāo)準(zhǔn)接口、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，軟 件部分是由數(shù)據(jù)錄入、保存系統(tǒng)和證書生成、打印系統(tǒng)組成。
1.概述
目前，國內(nèi)各計(jì)量院所在用的工作壓力表檢 定裝備、檢定流程一般都是勞動(dòng)密集型的工作模 式，效率低下、成本較高，浪費(fèi)資源。現(xiàn)在國內(nèi) 有以氮?dú)鉃闄z定介質(zhì)的全自動(dòng)壓力校驗(yàn)臺(tái)，但成 本高昂，而且電動(dòng)閥門控壓模式容易出現(xiàn)故障， 對(duì)于大批量、測(cè)量范圍寬泛、接頭不統(tǒng)一的壓力 表檢定來說不實(shí)用。人工加壓設(shè)備目前應(yīng)用比較 成熟，多用于現(xiàn)場(chǎng)少量檢定，使用費(fèi)力，且介質(zhì) 循環(huán)時(shí)容易造成設(shè)備的腐蝕和污染，從而造成設(shè) 備的損壞。
國內(nèi)沒有成熟的以壓縮氣體為介質(zhì)，手動(dòng)閥 門控制和減壓器相結(jié)合的控制方式的、多量程、 多接頭尺寸固定式的、可在檢定現(xiàn)場(chǎng)完成數(shù)據(jù)記 錄和打印的壓力表檢定裝置。本檢定裝置使用 操作方便、升降壓效率高，節(jié)省勞動(dòng)成本，在 量程不同的、接頭尺寸不同的檢定需求的情況 下，實(shí)現(xiàn)更加快速的檢定流程，檢定過程毫不 費(fèi)力，并能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)錄入檢定數(shù)據(jù)，自動(dòng)存儲(chǔ) 和打印證書的功能。本壓力表檢定裝置的準(zhǔn)確 度等級(jí)優(yōu)于0.05級(jí)，測(cè)量范圍為0~2. 5MPa, 據(jù)統(tǒng)計(jì)，此范圍為一個(gè)普通壓力表通用范圍 (表1),此范圍可覆蓋80%左右的工作壓力表 的檢定需求。
2.檢定裝置的硬件配置
2.1標(biāo)準(zhǔn)器的選擇
根據(jù)檢定經(jīng)驗(yàn)，本裝置壓力標(biāo)準(zhǔn)器選用
MPa、準(zhǔn)確度等級(jí)0.05級(jí)的精密數(shù)字壓力表， 其最大允許誤差：
AP = ?. 5 x0. 05% = ?. 001 25 (MPa) 依據(jù)檢定規(guī)程JJG52—2013,本最大允許誤差 可以檢定的1. 0級(jí)工作壓力表最小值為：
Pmax = | Ap x4 +1% =0.5( MPa)
由表1可知，此標(biāo)準(zhǔn)器可覆蓋66.8%的被檢 工作壓力表。
如果再加一個(gè)減壓管路控制壓力在0.5 MPa 以下，則此管路可選擇0.5 MPa, 0.05級(jí)的精密數(shù) 字壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)器，其最大允許誤差為：
AP = ?. 5 x0. 05% = ?. 000 25 (MPa)
可以檢定的1. 0級(jí)工作壓力表最小值為：
Pmax = Ap x4 +1% =0. 1 (MPa)
則又可以覆蓋9. 7%的被檢壓力表。
故此裝置選擇以上兩個(gè)精密數(shù)字壓力表作為 標(biāo)準(zhǔn)器，連接到標(biāo)準(zhǔn)器位置，可以覆蓋76.5%的 被檢壓力表。
2.2控壓方式的選擇及檢定流程
檢定介質(zhì)為壓縮工作壓力可達(dá)2.5 MPa的空 氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣，通過高壓氣體鋼管或 銅管管路連接至檢定臺(tái)接口，與檢定臺(tái)連接處設(shè) 置一個(gè)最大可調(diào)至2.5 MPa的高壓氣體減壓器， 將已降為檢定點(diǎn)的氣體介質(zhì)通過檢定臺(tái)管道依次 進(jìn)入到標(biāo)準(zhǔn)器和被檢表，當(dāng)調(diào)制最大檢定點(diǎn)后， 關(guān)閉減壓閥至最小，繼續(xù)3min后，用回檢閥慢慢 泄壓至每個(gè)檢定點(diǎn)，直至泄壓完畢完全完成規(guī)程 要求得壓力表檢定過程。
2.3檢定口轉(zhuǎn)接頭的選擇
此裝置配置不同尺寸接頭的檢定臺(tái)，對(duì)應(yīng)被 檢壓力表接頭尺寸選擇合適的檢定頭連接即可， 免去更換接頭的時(shí)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，常用接頭一般 有3~4個(gè)，只要把這幾個(gè)接頭根據(jù)需要可固定安 裝或以一個(gè)基礎(chǔ)常用接頭為固定安裝，即可覆蓋 大部分的壓力表接頭更換使用要求，所有壓力檢 定口都有開關(guān)閥，可快速實(shí)現(xiàn)做截?cái)喙海瑥亩?/span> 可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)量下的壓力表的高效檢定。
2.4檢定數(shù)據(jù)的同時(shí)錄入以及擴(kuò)展
在檢定臺(tái)邊配置相應(yīng)的電腦和檢定軟件，在 檢定每個(gè)點(diǎn)的的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)檢定數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)錄 入功能，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手寫記錄。此軟件有統(tǒng)一 的數(shù)據(jù)庫功能，可實(shí)現(xiàn)往年數(shù)據(jù)查詢功能，并具 備壓力表基本信息的調(diào)出功能，具有記錄存儲(chǔ)功 能、記錄自動(dòng)導(dǎo)入證書模板功能；還有證書審核 員審核簽名、主管審核簽名功能、最后是連接打 印機(jī)實(shí)現(xiàn)證書打印。證書打出后，再經(jīng)相關(guān)人員 核對(duì)，最后將被檢表和證書一起交由收發(fā)部門進(jìn) 行完工登記。
綜上，本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
3.本裝置的優(yōu)點(diǎn)以及可擴(kuò)展性
3.1能有效解決多量程、多接頭尺寸的批量壓力 表的檢定效率提高的難題 本裝置將不同量程不同接頭的壓力表配置統(tǒng) 一在同一種檢定臺(tái)中，在使用過程中會(huì)出現(xiàn)同一 量程、不同接頭的表或同一接頭、不同量程的表 兩種情況，通過合理分類和調(diào)配，使此類壓力表 檢定效率提高至最大，在不經(jīng)常需要更換接頭、 更換標(biāo)準(zhǔn)的前提下最大可能的節(jié)省檢定時(shí)間。
3.2減壓器控壓與針閥控壓相結(jié)合的控壓模式, 解決檢定控壓時(shí)間問題
此類控壓模式，人工操作，安全性高，升壓 與降壓速度可按需要人工調(diào)節(jié)，對(duì)于不熟悉此類 閥門使用的人員來說可減慢變化速度，對(duì)于使用 熟悉的人員來說升降壓在1s之間即可實(shí)現(xiàn)，極大 的了節(jié)省了檢定裝置升降壓所消耗的時(shí)間。此裝 置升降壓時(shí)間效率能超過現(xiàn)有的手動(dòng)壓力泵、自 動(dòng)壓力校驗(yàn)臺(tái)類裝置，且對(duì)于手動(dòng)泵節(jié)省力氣, 對(duì)于油壓電動(dòng)泵節(jié)省介質(zhì)、對(duì)于氣壓控制臺(tái)也節(jié) 省了時(shí)間和成本。
3.3壓力表檢定量程、同時(shí)檢定數(shù)量的可擴(kuò)展性 靈活可變的檢定臺(tái)新型配置方式能解決特殊 情況下批量壓力表檢定的提高效率的問題。可根 據(jù)需要定做接頭數(shù)量、定做標(biāo)準(zhǔn)表量程，并可增 加或減少檢定臺(tái)數(shù)量來應(yīng)對(duì)數(shù)量的突發(fā)狀況，進(jìn) —步節(jié)省檢定成本。如有需要時(shí)，可配置更小的 壓力量程。由于本檢定臺(tái)與供壓管道的連接處是 使用快速插接接頭，所以當(dāng)需要進(jìn)行大量負(fù)壓表 檢定時(shí)可將某一檢定臺(tái)插接連接處換成真空泵, 而不需要用新的檢定臺(tái)實(shí)現(xiàn)。
3.4本裝置實(shí)現(xiàn)氣體介質(zhì)的開環(huán)控制
新的氣體介質(zhì)只會(huì)在一個(gè)檢定過程中停留， 使用完畢后即排出裝置外部，不會(huì)長期停留在裝 置內(nèi)部循環(huán)使用，不循環(huán)使用，不會(huì)對(duì)升壓或閥 門系統(tǒng)造成腐蝕性的污染，不會(huì)給被檢表造成交 叉污染，盡最大可能的避免了各種污染。
在人工升降壓過程中能訓(xùn)練檢定人員同時(shí)應(yīng) 用鍵盤和鼠標(biāo)的配合操作，實(shí)現(xiàn)最快速的數(shù)據(jù)錄 入流程，然后自動(dòng)生成原始記錄，并在電腦上完 成審核和審批，進(jìn)而生成電子證書，最后連接打 印機(jī)進(jìn)行紙質(zhì)版證書打印。
4.結(jié)束語
此裝置在完成以上配置后，實(shí)用性極高， 對(duì)于不同接頭尺寸、不同量程而又?jǐn)?shù)量巨大的 檢定要求來說比較實(shí)用；縮短了更換標(biāo)準(zhǔn)、接 頭的時(shí)間；使用安裝方便，減壓閥和回檢針閥 結(jié)合控制升降壓，節(jié)省壓力變化時(shí)間；可現(xiàn)場(chǎng) 完成對(duì)檢定數(shù)據(jù)的收集和存儲(chǔ)任務(wù)，可免去手寫記錄的資源浪費(fèi)和人為偶然誤差。而且是開 環(huán)控制，氣體介質(zhì)不會(huì)在裝置內(nèi)部循環(huán)，因而 對(duì)于介質(zhì)要求高的被檢表不會(huì)出現(xiàn)交叉污染, 也不會(huì)因活塞系統(tǒng)磨損及氣液體腐蝕帶來的加 壓系統(tǒng)故障問題，不會(huì)出現(xiàn)密封性能不好的問 題，因而此裝置耐用性高，密封性能有長期保 證，并且未來擴(kuò)展接口方便，當(dāng)壓力表數(shù)量出 現(xiàn)變化時(shí)可增加或停用一些工作臺(tái)，而不影響 其他工作臺(tái)工作狀態(tài)。
