影响活塞压力计造压功能故障探析

　　BHY-60标准活塞式压力校准装置属一等标准活塞式压力计。测量范围为1~60MPa,基本误差为±0·02%,其计量性能稳定,结构简单,操作方便。但在实际使用中,笔者遇到了压力计造压功能失效的故障。本文根据该压力计的结构特点、工作原理、结合仿真计算和实际工作经验,针对压力计造压功能失效故障予以分析,提出解决办法,在实际工作中收到良好的效果,供同行参考。

　　1　结构原理及故障现象

　　1·1　标准活塞式压力计基本结构和原理

　　标准活塞式压力计是应用流体静力学中帕斯卡定律和静力平衡原理,进行压力测量[1]。根据活塞的有效面积和加在其上的砝码的质量来决定产生的压力值,将这个压力值与被检仪器的示值进行比较,得出被检值的差值。它由活塞系统、专用砝码和校验器三大部分组成[1]。而系统的增压(见图1)主要靠手压泵、油杯、单向活门1、单向活门2完成[2]。

　　1·2　故障现象

　　压力计造压功能失效表现为:按正常的方法进行操作后,压力计没有造压功能,加砝码,多次疏空,用手摇泵打压,压力腔内仍不能建立压力。经检查,各种手阀开关正常,被检仪器无漏油现象,油杯内油量充足,活塞杆活动灵活。

　　2　理论分析

　　压力计造压功能故障可以断定在系统增压部分,为了弄清故障机理,我们在进行调整试验的同时,也着手对增压部分进行理论分析。

　　2·1　数学模型

　　压力计的增压部分结构原理简化为如图2所示。

　　对正常状态模拟:随着活塞往复运动持续打压,密闭腔压力迅速建立,仿真结果表明仿真模型十分准确地反映了手摇泵打压的机理,见图4所示。为了模拟故障状态,我们对一些可能影响系统建压的参数进行调整,发现以下情况会出现系统建压困难,严重时根本建不了压力。

　　(1)单向阀1开启压力较大时(或弹簧力较大);

　　(2)油液流经单向阀1的阻力较大时(通径小或油液粘性大)。仿真结果见图5。仿真结果表明:系统能建立起压力的关键是,活塞腔吸油时要满足pvaporp0-pC1,单向阀1不可能打开,油液不能进入活塞腔;如果p1

　　以导致吸油能力不足:

　　①单向阀1开启压力较大时(或弹簧力较大);

　　②油液流经单向阀1的阻力较大时(通径小或油液粘性大);

　　③在低温下采用高粘度油。

　　通过以下途径可以改善吸油能力:

　　①采用粘度低的油液;

　　②减小单向阀弹簧力,增大吸油路的孔径;

　　③增加补油杯及液面高度;