利用超高压力国家基准对返压活塞式压力计校准的试验研究

　　1 前言

　　长期以来，由于超高压国家基准的准确度等级仅为级，无法对 级、级准确度的超高压活塞式压力计进行量值传递，因而在我国的超高压检定系统中未将超高压活塞式压力计列入量传系统，造成了超高压 量 值 传 递 的 一 个重大 陷 。2005年新研制的可控间隙活塞式压力计通过了国家基准考核，使超高压国家基准的准确度由原来的 提高到，为超高压活塞式压力计的量值传递打好了基础。在此前提下， 年先后对南京理工大学和南昌厂的返压活塞式压力计进行了计量校准试验，并分析了试验中产生的种种问题，由此制订出校准规范，以便今后将这项内容添加到超高压检定系统表中。

　　2 活塞式压力计校准的基本原理

　　校准试验的标准器是超高压力国家基准中的可控间隙活塞式压力计 。 其量程为(300-1500)MPa，准确度为0.02级。采用甘油和乙二醇的混合物作为工作介质。

　　校准试验的被校对象为超高压返压活塞式压力计准确度为0.1级，采用甘油(90%)和乙醇(10%)的混合物作为工作介质。这种返压活塞式压力计利用测量压力返回控制活塞套筒的孔径来保持活塞的平衡。其测量头由同轴线不同直径的三根活塞串联组成，位于下方的高压活塞名义直径为300mm，名义面积为0.070686cm²;中间活塞名义直径为42.4mm，名义面积为14.12m²，其底部与高压活塞直接接触;位于上方的低压活塞名义直径为11.28mm，名义面积为1cm²，由中间活塞通过油压推动。当低压活塞上端的砝码质量为时，高压活塞下端的油压相当于1000MPa压力。

　　当高压活塞下端部的油压达到额定压力时，低压活塞即可将砝码盘顶起，低压活塞最高可上浮60mm，一般情况上浮30mm到40mm，当活塞开始均匀下降时，达到压力平衡，这时高压腔中的油压即为测量压力。正常情况下，低压活塞下降1mm的时间为十几秒钟。

　　简单活塞式压力计的校准方法是将两台活塞压力计的测压口直接连通，分别升压至某一工作点，然后观察两台活塞压力计的测量活塞下降情况，若被校压力计的活塞下降而标准压力计的活塞上升，则说明被校压力计的压力偏高，应减少被校压力计的砝码或增加标准压力计的砝码。若标准压力计的活塞下降而被校压力计的活塞上升，则说明被校压力计的压力偏低，应采取与上述情况相反的措施。如此操作直至两台活塞压力计的活塞都均匀缓慢下降，则可认为两者的压力已达到平衡。但在超高压返压活塞式压力计的校准中，由于这类压力计活塞下降速度较快，无法用这种方法来确立两台活塞式压力计的相对平衡。因此考虑用连接管路两端差压为零的原理来确立两台活塞式压力计的相对平衡，这个原理就是在标准活塞压力计与被校活塞压力计的压力达到平衡时，连接管道中的液体应该是静止的，不应向任何方向流动。此时，两台活塞压力计的活塞下降速度应保持各自原有的水平。考虑到被校压力计活塞下降较快的情况，两台活塞压力计平衡时，保持各自原有下降速度之比的比例关系更为恰当。标准活塞式压力计的活塞下降率是5分钟下降1mm，而被校的 活塞压力计在1999年大修后未曾精确测定在不同工作压力的活塞下降率，因此试验难以用这种方法来确立两台活塞式压力计的相对平衡。