半自動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)于手動和全自動檢定系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為硬件裝置和軟件系統(tǒng)兩個 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)的全自動壓力校驗臺，但成 本高昂，而且電動閥門控壓模式容易出現(xiàn)故障， 對于大批量、測量范圍寬泛、接頭不統(tǒng)一的壓力 表檢定來說不實用。人工加壓設(shè)備目前應(yīng)用比較 成熟，多用于現(xiàn)場少量檢定，使用費(fèi)力，且介質(zhì) 循環(huán)時容易造成設(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)省勞動成本，在 量程不同的、接頭尺寸不同的檢定需求的情況 下，實現(xiàn)更加快速的檢定流程，檢定過程毫不 費(fèi)力，并能實現(xiàn)現(xiàn)場錄入檢定數(shù)據(jù)，自動存儲 和打印證書的功能。本壓力表檢定裝置的準(zhǔn)確 度等級優(yōu)于0.05級，測量范圍為0~2. 5MPa, 據(jù)統(tǒng)計，此范圍為一個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，本裝置壓力標(biāo)準(zhǔn)器選用
MPa、準(zhǔn)確度等級0.05級的精密數(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接口，與檢定臺連接處設(shè) 置一個最大可調(diào)至2.5 MPa的高壓氣體減壓器， 將已降為檢定點的氣體介質(zhì)通過檢定臺管道依次 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 泄壓至每個檢定點，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，對應(yīng)被 檢壓力表接頭尺寸選擇合適的檢定頭連接即可， 免去更換接頭的時間。根據(jù)經(jīng)驗，常用接頭一般 有3~4個，只要把這幾個接頭根據(jù)需要可固定安 裝或以一個基礎(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，可快速實現(xiàn)做截斷供壓，從而 可實現(xiàn)不同數(shù)量下的壓力表的高效檢定。
2.4檢定數(shù)據(jù)的同時錄入以及擴(kuò)展
在檢定臺邊配置相應(yīng)的電腦和檢定軟件，在 檢定每個點的的同時，可實現(xiàn)檢定數(shù)據(jù)的現(xiàn)場錄 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，具有記錄存儲功 能、記錄自動導(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)實現(xiàn)證書打印。證書打出后，再經(jīng)相關(guān)人員 核對，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) 一在同一種檢定臺中，在使用過程中會出現(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)，對于不熟悉此類 閥門使用的人員來說可減慢變化速度，對于使用 熟悉的人員來說升降壓在1s之間即可實現(xiàn)，極大 的了節(jié)省了檢定裝置升降壓所消耗的時間。此裝 置升降壓時間效率能超過現(xiàn)有的手動壓力泵、自 動壓力校驗臺類裝置，且對于手動泵節(jié)省力氣, 對于油壓電動泵節(jié)省介質(zhì)、對于氣壓控制臺也節(jié) 省了時間和成本。
3.3壓力表檢定量程、同時檢定數(shù)量的可擴(kuò)展性 靈活可變的檢定臺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 加或減少檢定臺數(shù)量來應(yīng)對數(shù)量的突發(fā)狀況，進(jìn) —步節(jié)省檢定成本。如有需要時，可配置更小的 壓力量程。由于本檢定臺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 檢定時可將某一檢定臺插接連接處換成真空泵, 而不需要用新的檢定臺實現(xiàn)。
3.4本裝置實現(xiàn)氣體介質(zhì)的開環(huán)控制
新的氣體介質(zhì)只會在一個檢定過程中停留， 使用完畢后即排出裝置外部，不會長期停留在裝 置內(nèi)部循環(huán)使用，不循環(huán)使用，不會對升壓或閥 門系統(tǒng)造成腐蝕性的污染，不會給被檢表造成交 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)練檢定人員同時應(yīng) 用鍵盤和鼠標(biāo)的配合操作，實現(xiàn)最快速的數(shù)據(jù)錄 入流程，然后自動生成原始記錄，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，實用性極高， 對于不同接頭尺寸、不同量程而又?jǐn)?shù)量巨大的 檢定要求來說比較實用；縮短了更換標(biāo)準(zhǔn)、接 頭的時間；使用安裝方便，減壓閥和回檢針閥 結(jié)合控制升降壓，節(jié)省壓力變化時間；可現(xiàn)場 完成對檢定數(shù)據(jù)的收集和存儲任務(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)不會在裝置內(nèi)部循環(huán)，因而 對于介質(zhì)要求高的被檢表不會出現(xiàn)交叉污染, 也不會因活塞系統(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)變化時可增加或停用一些工作臺，而不影響 其他工作臺工作狀態(tài)。
