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JJG236-2009《活塞式压力真空计》检定规程解读

一、规程修订的意义

活塞式压力真空计是利用流体静力平衡原理,也就是作用在活塞有效面积上的流体压力与其所负荷的重力相平衡的原理进行压力测量的计量标准器。在我国,活塞式压力真空计已有几十年的生产历史。JJG236-2009《活塞式压力真空计》检定规程(以下简称“新规程”)于2009年7月30日正式颁布,并自2010年1月30日正式实施。此前,检定活塞式压力真空计的依据是JJG239-1994《二、三等标准活塞式压力真空计》检定规程和JJG236-1994《一等标准活塞式压力真空计》检定规程(以下合称“旧规程”)。旧规程均起草于1994年,至今已过去10多年,其计量技术指标已不能满足各行业在测量中的需求。另外,旧规程中只涉及测量上限为0.25MPa的活塞式压力真空计。随着科研生产需求的增加,各厂家分别拓宽了活塞式压力真空计的量程,这就需要在计量技术指标上有一个统一的规定,所以有必要修订规程,以适应当前社会测量的需求。

新规程是在两个旧规程合并的基础上,采用国际建议要求制定而成的。本次修订按照JJF1001-1998《通用计量术语及定义》及JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》要求编写,以达到规程编写的规范性和统一性。

二、规程修订的主要内容

1.新规程合并了两个旧规程,增大了适用覆盖面。

2.新规程将原适用范围的量程上限扩展到0.6MPa,并明确了新规程所针对的是油润滑、气介质的活塞式压力真空计。

3.新规程对活塞式压力计准确度等级提出了新的分类方式,即0.02级、0.05级,不再提一等、二等的说法;旧规程中的三等活塞式压力真空计在实际使用中已没有产品,修订中去掉三等活塞式压力真空计。

4.对旧规程中的活塞转动延续时间、活塞下降速度以及鉴别力等计量技术指标和检定方法进行了新的规定。将带惯性轮延续时间测量时负荷压力从过去的测量上限的一半,降至测量范围下限,从而保证在使用时,压力计在整个测量范围都能保持良好的技术状态和计量性能。

5.取消了活塞有效面积的允许范围,增加了活塞有效面积周期变化率的考核。

7.将旧规程中的术语“灵敏闽”规范为“鉴别力”。

8.增加了活塞式压力真空计工作原理说明及工作原理图。

9.由于质量测量手段的提高,新规程对专用砝码质量不确定度提出了较高的要求,重新规定了0.02级活塞式压力真空计专用砝码的材料,要求0.02级以上(含0.02级)的活塞式压力真空计专用砝码应采用无磁金属材料。

三、规程中的要点及重点解读

1.适用范围

新规程只适用于油润滑、气介质的活塞式压力真空计的首次检定、后续检定和使用中检验。被检活塞式压力计测量范围和旧规程相比有所扩大,旧规程正压测量上限为0.25MPa,新规程正压测量上限为0.6MPa。

2.名词术语

新规程主要给出了“活塞有效面积周期变化率”的定义和英文对照。

3.概述

新规程用图示的方法直观、简单地展示了活塞式压力真空计在测量正压和负压时的工作原理和测量方法,使新接触压力检定工作的同志根据规程描述即可操作正压和负压的测量。

4.准确度等级及允许误差计算

新规程给出了一个表格,并给出了某个准确度等级活塞式压力真空计的允许误差。

按以上解释可以直接算出某一准确度等级活塞式压力真空计的最大允许误差。

例如:一台准确度等级为0.05级、测量范围为(-0.1~0.25)MPa的压力真空计,其允许误差的计算如下:

正压在0.025MPa(含0.025MPa)以下时,允许误差为(±0.05%×0.025)MPa。

正压在(0.026~0.25)MPa任何一点,允许误差均为(±0.05%×P)MPa。

注:P为(0.026~0.25)MPa之间的任一压力。负压在测量时,允许误差为(±0.05%×0.1)MPa。

也就是说,正压在测量上限10%以下时,最大允许误差为测量上限10%这一点的引用误差:而正压在测量上限10%到测量上限的最大允许误差为A=±(0.05%xP)。

p为测量上限10%到测量上限之间的任一压力,即在这个测量范围任一个测量点的最大允许误差均不得超过:0.05%。而负压的允许误差为负压上限值的引用误差。

5.活塞有效面积与专用砝码质量要求的改动活塞有效面积的允许误差与旧规程相同;专用砝码质量允许误差比旧规程的指标有所提高。在实际工作中应参考JG99-2006《砝码》检定规程,对现有天平的准确度按要求计算,不符合要求的要重新添置。检定专用砝码时要按JG98-2006《天平》检定规程和JG99-2006进行。

6.其他计量性能指标的改动

新规程中关于活塞转动延续时间与活塞下降速度的要求都与旧规程有所不同,尤其是对活塞转动延续时间的要求变动较大,主要是为了保证活塞式压力真空计使用和检定时的一致性以及实用性。在活塞转动延续时间检定中,应注意不带惯性轮时负荷压力是以测量范围50%为检定点,带惯性轮时是以测量范围10%压力值为检定点,因为活塞式压力真空计进行压力测量时都是在带惯性轮的情况下进行的,这样就保证了活塞式压力真空计计量性能的符合性。

活塞下降速度与旧规程相比也有所变化,检定时应加以注意。

这里还要对新规程中的“鉴别力”进行说明。旧规程使用名词为“灵敏闯”,新规程使用了JJF1001-1998中的规范词语:“鉴别力”,即新规程用鉴别力代替灵敏闽,含义一样。新规程给出了鉴别力规定的表格,可以在表格中查找相应的数值。

密封性的指标变化不大,主要是为了保证检定的正常进行以及活塞式压力真空计的正常使用。检定时应注意试验压力和具体指标。

需要强调的是对活塞有效面积周期变化率的考核解释,此项目是新增项目,也是考核活塞稳定性的一个重要指标。尤其对于计量标准考核来讲非常重要,作为标准器稳定性需要着重考虑。

要求送检时同时提供上一周期检定证书。

7.通用技术要求

新规程对活塞式压力真空计的外观及整套装置的结构组成作了通用技术要求。其中第9条是旧规程没有规定的,本次规程修订参照国际建议和联系实际使用情况重新进行了制定。新规程规定,0.05级活塞式压力真空计专用砝码还允许使用现有的钢制砝码,而0.02级以上的活塞式压力真空计专用砝码必须使用无磁金属材料。一般情况下,推荐使用不锈钢材料。目前,各技术机构和使用单位在用的0.02级的活塞式压力真空计的配套专用砝码,若不是无磁或低磁金属材料必须进行改造。

8.计量器具控制

新规程对主标准器的条件要求有所拓宽,0.02级的标准器可以检定0.05级的活塞式压力真空计;旧规程中没有明确活塞式压力真空计也可作为检定下一级的标准器,新规程中明确规定活塞式压力计和活塞式压力真空计都可用作量传。

检定用工作介质仍为变压器油或变压器油与煤油的混合油,这与旧规程一致,没有变化。

9.检定方法

特别要注意“活塞转动延续时间”项目检定的改变。此项目与旧规程比较改动较大,旧规程规定活塞式压力真空计延续时间检定时,带惯性轮和不带惯性轮的情况都是在压力负荷为测量上限的50%。而新规程规定活塞式压力真空计延续时间检定时,不带惯性轮时的检定压力负荷仍为测量上限的50%,而带惯性轮时的检定在压力负荷为活塞式压力真空计测量上限的10%压力点进行,这样的修改主要是考虑到应该保证活塞式压力真空计说明书上所给出的最小范围的测量准确度。

对活塞下降速度检定时也要注意,此项目与旧规程相比差别不大。实际负荷压力仍为压力计的测量范围上限。检定前要注意将活塞系统空气排除干净,再将活塞升至工作位置保持2min后观察活塞的下降情况,记录1min的活塞下降距离。测量下降速度时,要避免活塞落到工作位置区间之外。

活塞有效面积的检定仍然采用起始平衡法,这里要注意活塞式压力真空计活塞有效面积误差的区别,0.05级活塞式压力真空计活塞有效面积采用相对误差来表示,0.02级活塞式压力真空计活塞有效面积采用极限误差来表示,其极限误差应符合表2的规定。

对于活塞式压力真空计鉴别力的检定要注意,具体操作时,一定要将测量出的能够破坏两活塞平衡的砝码质量值作为该活塞式压力真空计的鉴别力,而不要直接将新规程表7规定的鉴别力值加上去,作为该活塞式压力真空计的鉴别力,从而忽略了该活塞式压力真空计的真正鉴别力。

还需要强调的是,对活塞有效面积周期变化率的检定,这是新规程中所增加的项目,实际操作时,需要送检单位提供上一周期的检定证书。

10.检定结果的处理

新规程中主要强调了活塞有效面积周期变化率出现不合格时的对待原则,处理方法已经写得非常明确,实际操作时,按照处理方法进行即可。

注:作者为JJG236-2009的主要起草人。

作者单位【陕西省计量科学研究院】


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