U形压力计的计量新方法研究

杨启斌 王春羽 李靖宇3

摘  要：随着国内工业的高速发展，我国计量行业对计量设备和计量方法提出越来越高的要求，而U形压力计计量方法和设备却仍然停留在21世纪初的水平。

为了提高U形压力计计量工作的安全性和工作效率，本文将从U形压力计的安装固定、加压、读数等方面进行探讨，建议设计U形压力计计量用到的新辅助设备和对实验室进行改造。

关键词：U形压力计;计量

AbstractWith the rapid development of domestic industry，China's metering industry on the measurement equipment and measurement methods put forward higher and higher requirements，while The U-type pressure gauge meter measurement methods and equipment is still at the level of the beginning of the 21st century.

In order to improve the safety and efficiency of U-type pressure gauge measurement work，this paper will discuss the installation of U-type pressure meter sly，pressurization，reading and so on，and suggest the design of the measurement of new auxiliary equipment and laboratory transformation.

Keywords：U-shaped pressure gauge，metering

引言

随着时代的进步和科技水平的发展，我国的工业化步伐越来越快，U形压力计也越来越多的使用在各个领域的科研、生产制作、测试等方面。

聂荣臻元帅说：“科技要发展，计量须先行”，U形压力计的使用虽然越来越广泛，但其计量技术却没有很大提升，而且因为使用的需要，各种型号的U形压力计先后出现，尤其是U形压力计的尺寸变得越来越长，这给计量工作带来了新的挑战。

U形压力计的计量一般要求将压力计竖直加压，读数时，视线与刻度线垂直，而国内男性的平均身高在（169～170）cm，而新的U形压力计的长度超过了170cm。过长的U形压力计既不方便将计量用的蒸馏水倒入管中，也不方便给其加压力和读数。

总体构想

U形压力计的计量可简单分为以下四个步骤：

1通过往压力计的透明玻璃管里加蒸馏水，确认其外观符合要求，玻璃管无破裂，玻璃管上刻度线和数字清晰可见。

2将U形压力计直立放置，往其玻璃管中加入一定量的水，使其左右两边的水到达同一刻度线。

3将U形压力计玻璃管的一端与压力标准器连接，给其加某一个特定值的压力，看其左右两端的液位差，读数并记录数据。继续加压，取得多个液位差值的数据。

4用公式计算出相应数据，用得出的数据与理论数据作比较，判定U形压力计的性能，下结论。

在上述四个步骤中，第1和第4步骤不受U形压力计体形变长的影响。所以针对第2和第3步骤，我们提出了新的构想。

第2步骤的新构想

设计一个直立的架子，架子直立在底座上，且架子与底座形成的角度可以调节。底座上有四个角可以调节底座平面的高低。用水平仪放到底座平面上，然后调节四个角，使得底座处于水平状态。再用量角器或者直角尺将架子与底座的角度调教到90度。

架子的高中低端分别设计三个夹子，将U形压力计放到架子上，使压力计分别夹在架子的高中低三个夹子上。固定好U形压力计后，将一根加长软管的一端接到U形压力计的左端，另一端接到水泵的螺纹工装上。将水泵中的蒸馏水加压到U形压力计中。待水位将到底某刻度线时，换成滴定管加水，缓慢滴加，当U形压力计左右两边的凹液面同时相切某一数值的刻度线时，停止加水。

第3步骤的新构想

考虑到加压的气密性对U形压力计的计量产生影响，加压设备建议选择以空气为介质的自动压力发生器。由于U形压力计直立放置，由于其身长过高，所以气体加压需要选择一根气密性较好且较长的软管。

将软管的一端连接在自动压力发生器的输出端的工装上，另一端与U形压力计左右口中的任意一个端口相连，保证连接处的气密性。為了保证加压过程中计量系统没有引入太大的误差，应将长软管的管身固定在架子上，使得在改变输出的压力时，长软管不会晃动。

U形压力计在计量中的难点

由于有的压力计较长，在直立放置时，身高不高的计量人员很难单独完成长软管在U形压力计上的安装和拆卸，当压力增加到U形压力计的上限压力时，也不易实现视线垂直刻度线的度数。

这些问题可以借助一根小凳子解决，计量人员可以站在凳子上完成上述计量步骤的操作。但是凳子的使用存在着一定的安全隐患。此处建议将实验室改造，将专门计量U形压力计的位置改造成一个小坑，在坑中安装一套简单的升降设备。将计量架子安装在升降设备上，计量人员可根据自身的身高调节升降设备，这样不仅增加了计量生产的安全性，也提高了计量工作的效率。

结论与展望

通过长期对U形压力计工作的总结，本文提供了一共更为安全可靠的U形压力计计量方法，其中包括对辅助设备重新设计，和对实验室改造的初步设想，并且假象了一些不成熟的改进措施。

目前的研究探讨仅限于现有的U形压力计计量方法，对于U形压力计计量中，接口处气密性问题，水的纯净度和水温对计量的影响，计量主标准器与U形压力计液位差的几何中心之间的高度差对计量测试的影响等问题，还需要计量行业同仁进一步的探索与研究。

参考文献

[1]  刘景利 杜书利 JJG241—2002精密杯形和U形液体压力计检定规程;国家质量监督检验检疫总局，2002-09-13

[2]  卜雄洙 朱丽 吴键 计量学基础;清华大学出版社，2019

[3]  陈兴 黄爱军 王学义 力学计量;中国计量出版社，2006-11-01