水介质压力表测试装置的原理

概述

传统液压压力源采用变压器油作为传压介质，具有加压迅速传压稳定等优点。但是对于现场某些禁油仪表却无法直接进行校准检定，必须使用油水隔离器实现油与水的分离，达到禁油的目的。但此方法一方面容易引起对禁油仪表的污染，同时会带来标准和被检仪表液柱差而带来的误差。

随着目前电力系统燃气机组的推广，禁油仪表的使用面越来越广，这就给传统的禁油仪表校准带来挑战。在此背景下，我们提出一种新型的液体压力泵，直接采用纯净水作为传压介质，直接输出高压压力，为现场禁油仪表提供安全、稳定及可靠的压力源。由于水介质相对油介质有其自身传压性能不稳定等弱点，故此设备的设计和实现对材质的要求和丁艺的要求都比较高才能达到实际应用的水平。

另外此压力源可以在实现高压的同时还可以实现真空的功能，给正负量程的大量程仪表校验带来便利，这也是高压压力源的一项新的突破。

1.测量系统及原理

1.1测量系统

水介质压力表测试装置是由水介质高压压力源、油水隔离器和标准数字压力表组成，如图1所示。测试装置丁作原理图如图2所示。

1.2测量原理

水介质压力源测试装置是用纯净水作为加压介质，产生所需要的压力并进行压力传递，压力源是通过纯净水体积的变化，产生相应的压力，用增压活塞来调整腔体液体体积产生相对的压力通过回水阀3控制腔体内液体的泄压，并和大气相连，得到大气压力值即(标准零位压力值）；关闭回水阀3就可以把需要测量的和压力源的加压腔体和测量腔体封闭在一个固定的腔体内，就可以通过调整活塞来调整压力了。在高压时利用同一个活塞加压，可能会很困难，考虑到加压的方便，我们可以设计成两级活塞加压，低压时用大直径活塞加压(预压机构5)，这样可以快速实现所需压力，高压时利用小直径的活塞加压(二次加压机构6)，可以减小加压阻力，为了减小腔体来适应高低压活塞加压在高低压活塞间可以设置一个截止阀(预压截止阀4)，用于去除低压活塞的腔体，同时也减小高压时，液体压力对低压活塞损伤。两种活塞可以做成不同的密封形式用于适应高低压加压，此预压截止阀4还有另一个作用，可以在低压时通过关闭测量腔体，打开回液截止阀前后调整低压活塞实现低压时多次液体补充，扩大了被测腔体的容积，通过此液压源实现了液体连续的加减压操作。在关闭回水阀3的情况下，连续反向调整预压机构可快速实现真空的功能。

1.3技术难点

本技术的难点在于压力发生装置，首先由于采用了水为导压介质，长时间使用势必会在单向阀体内形成水垢，影响压力的产生，其次压力传递介质由变压器油替换成纯净水对压力源的密封性带来挑战，因为变压器油的密度为895kg/m3，水的密度为1000kg/m3，在同样体积的情况下水的密度大约是油的1.1倍，在压力表测试装置管路内同样体积的纯净水的扩张力自然也比使用变压器油大1.1倍，因此压力表测试装置管路内及各接头之间的密封性需要比原先的装置有质的飞跃。采用水为压力源的介质后势必更容易泄漏，对压力发生装置有了更高的要求。

1)压力发生装置

该技术在于把复杂的、分散的压力发生系统进行科学的、适用的集成，特别是在单向阀体、阀片方面进行创新，一个镜面的不易结垢的金属薄片材料，用线切割的方法，加丁成同心圆形的，四面带有对称弧面缺口的阀片，该阀片在单向阀腔内由4个突出于弧面的棱角定位，其镜面与密封圈紧密配合，当阀片两侧形成压力差时，该阀片在单向阀腔内的定位空间内沿阀片中心点轴心直线动作，实现开关，导压介质通过阀片弧面缺口单方向输出发生压力。单向阀分别正反向安装于活塞腔的侧面和底部，导压介质储液仓设计于泵体与增压缸体间，增压活塞有平面和侧面两道密封安装与泵体底部，设计有注液口、泄气塞、操纵杆固定轴的上盖由密封圈、定位槽限制，用内六角螺栓安装于泵体上，操纵杆与增压活塞的作用点设计有滚动轴套用滚动轴装配于操纵杆上。见图3压力发生系统剖面图。安装于泵体底座的增压缸体11，紧密配合于增压缸体11内的增压活塞3，操纵杆1在操纵手柄5的作用下，安装与操纵杆1的轴套4，带动增压活塞3，以增压缸体轴心为直线向下运动，增压缸体11内的导压介质13推开正压阀体16内的正压阀片17输出，操纵杆1在操纵手柄5外力释放时，增压活塞3在复位弹簧12的作用下返回上始点，增压缸体11内形成负压，导压介质13推开负压阀体23内的负压阀片25输人增压缸体11，如此循环作用，设计于泵体10内储液仓的导压介质13连续通过输出I14和输出H21排出，实现造压。

2.实验

2.1密封性试验

JB/T599-2005《压力表校验器》中的规定，加压10min后开始计时，5min的泄漏量不得超过满量程的5%。

检定规程中对压力表校验器的规定，加压5min后开始计时，5min的泄漏量不得超过满量程的4%。压力表密封性试验实测数据见表1，压力表测试装置泄漏测试曲线见图4

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