本发明专利技术属于压力计检定的技术领域，公开了一种用于非标介质活塞式压力计的校准装置，包括调压器，所述调压器与储液罐、第一隔离器、第二隔离器分别连通，所述第一隔离器与第一活塞支撑容器连通，所述第二隔离器与第二活塞支撑容器连通，所述第一活塞支撑容器用于承载标准活塞系统及标准介质液体，所述第二活塞支撑容器用于承载被检活塞系统及被检介质液体，所述储液罐用于承载中间介质液体，所述第一隔离器用于承载标准介质液体和中间介质液体，并阻止混入连接管道，所述第二隔离器用于承载中间介质液体和被检介质液体，并阻止混入连接管道，所述调压器用于将中间介质液体输送至第一隔离器、第二隔离器，以配合达到各个校准点所需的压力。的压力。的压力。
【技术实现步骤摘要】
非标介质活塞式压力计校准装置及活塞有效面积检定方法
[0001]本专利技术涉及压力计检定的
，尤其涉及一种用于非标介质活塞式压力计的校准装置及活塞有效面积的检定方法。
技术介绍
[0002]活塞式压力计是一种根据压力定义的原理复现压力量值的计量器具，即一定质量砝码产生的重力作用在活塞的有效面积上产生的压力，压力的大小近似为作用力和有效面积的比值。由于其具有准确度高以及稳定性好等特点，广泛应用于各级社会公用计量标准直及国家基准以及企事业单位最高计量标准，作为这些基准的主标准器，在压力量值传递中起到了举足轻重的作用。因此确保活塞式压力计量值的高效准确传递便成为压力领域法制计量的重中之重。
[0003]活塞式压力计的核心是活塞系统，包括活塞杆和活塞套筒，两者经过精密加工，准确配合，活塞杆和活塞套筒之间缝隙一般在1～5μm。受到压力时，杆底部受到流体作用，活塞上部受到砝码的重力，当二力平衡时，活塞杆达到平衡状态，悬浮于活塞套筒之中，此时，有mg＝pA，其中m为砝码质量，g为重力加速度，p为所求压力，A为活塞有效面积。该公式由活塞系统运行时的流体力学效应所决定，在活塞杆和活塞套筒配合时，必然存在一定的间隙。同时，间隙上端直接通大气，表压为零，而下端压力即为测试压力p，那么工作介质必然在两端的压差下形成流动，该流动由压差p
‑
0＝p，活塞系统配合长度L，活塞间隙h，工作介质动力粘度μ，活塞杆半径r所决定，由于活塞间隙中的流动为层流，可简化为定长二维圆环内的泊肃叶流动：
[0004]q＝πprh3(z,p)/(6μL)
[0005]可见，若活塞根据非标介质而制造时，由于介质粘度不同(μS≠μT)，为保证达到同样的计量指标(活塞下降速度)，活塞系统的间隙与按标准介质制作的活塞系统肯定不相同，此时若把非标准活塞放置于标准介质中，会导致其下降速度偏快(或偏慢)。由于测量活塞有效面积的依据是标准活塞与被检活塞同样不显著的速度下降，为了补偿这一产生的速度差，在测量过程中会调整一定质量的砝码，根据活塞有效面积的测量公式：m
S
·
A
S
‑1＝m
T
·
A
T
‑1，最终导致活塞有效面积偏小(或偏大)。因此，不同的工作介质会直接影响活塞有效面积的测量，例如水的运动粘度为1.0mm2/s，变压器油煤油混合物9～12mm2/s，癸二酸二异辛酯20～25mm2/s，某规格的机械润滑油更是达到了164mm2/s，这导致活塞下降速度可能达到几倍甚至几十倍。此外，工作介质的黏度还会对活塞的鉴别力产生影响，最终影响到活塞的灵敏度，有文献使用蓖麻油(800～1000mm2/s)和癸二酸二异辛酯进行比较，发现由于蓖麻油的黏度过高导致无法对于一些高精度、高准确度的压力计量器具进行校检。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供了一种用于非标介质活塞式压力计的校准装置，解决了现有校检平台多是针对标准介质活塞式压力计，无法准确校检非标介质活塞式压力计等问题。
[0007]本专利技术可通过以下技术方案实现：
[0008]一种用于非标介质活塞式压力计的校准装置，包括调压器，所述调压器与储液罐、第一隔离器、第二隔离器分别连通，所述第一隔离器与第一活塞支撑容器连通，所述第二隔离器与第二活塞支撑容器连通，
[0009]所述第一活塞支撑容器用于承载标准活塞系统及标准介质液体，所述第二活塞支撑容器用于承载被检活塞系统及被检介质液体，所述储液罐用于承载中间介质液体，所述第一隔离器用于承载标准介质液体和中间介质液体，并阻止混入连接管道，所述第二隔离器用于承载中间介质液体和被检介质液体，并阻止混入连接管道，
[0010]所述调压器用于将中间介质液体输送至第一隔离器、第二隔离器，以配合达到各个校准点所需的压力。
[0011]进一步，所述第一隔离器、第二隔离器采用相同的结构，包括套装在一起的外套筒和内套管，所述外套筒的底端设置有连接接头，顶端设置有能够拆卸的转接头，通过转接头和外套筒的配合，实现对内套管的密封，所述内套管用于存储中间介质液体，
[0012]所述转接头与调压器连通，所述连接接头与第一活塞支撑容器或者第二活塞支撑容器连通，
[0013]在所述连接接头的顶面、对应内套管的内部位置设置有竖直向上的延伸管Ⅰ，在所述转接头的底面、对应内套管的内部位置设置有竖直向下的延伸管Ⅱ，所述延伸管Ⅰ用于将第一活塞支撑容器中的标准介质液体或者第二活塞支撑容器中的被检介质液体输送至内套管的顶部，所述延伸管Ⅱ用于将储液罐内部的中间介质液体输送至内套管的底部。
[0014]进一步，在所述转接头内部设置有排气通道，所述排气通道与内套管连通，其端部设置有排气阀，
[0015]在所述外套筒的侧壁上开设有多个观察窗口，所述内套管采用透明材料制成，其外表面设置有刻度线。
[0016]进一步，所述中间介质液体与标准介质液体、被检介质液体均不相容，且密度均大于标准介质液体、被检介质液体的密度。
[0017]进一步，所述调压器包括四通管，所述四通管分别与加压泵、储液罐、第一隔离器、第二隔离器连通，所述加压泵上设置有手轮；
[0018]所述第一隔离器、第二隔离器、第一活塞支撑容器、第二活塞支撑容器、储液罐均设置在工作平台上，在所述工作平台的底面设置有多个调平支脚，所述四通管、加压泵均设置在工作平台的底面，手轮设置在工作平台的侧面。
[0019]进一步，在所述储液罐上设置有泄压阀。
[0020]一种基于上文所述的用于非标介质活塞式压力计的校准装置的活塞有效面积检定方法，包括以下步骤：
[0021]步骤一、对第一隔离器、第二隔离器以及附属管道进行排空气处理；
[0022]步骤二、依据被检非标介质活塞式压力计的量程，设置n个校准点，调整调压器对各个校准点逐一进行调平衡，并记录此时第一隔离器、第二隔离器对应的液面高度以及标准活塞系统、被检活塞系统对应的砝码质量；
[0023]步骤三、利用如下方程式，计算每个校准点对应的活塞有效面积
[0024][0025]其中，下标T、S、W分别代表了被检侧、标准侧和造压侧即储液罐侧，ρ表示密度，Δm、Δh代表从第2至第n个校准点相对第1校准点的砝码增量，即Δm
i
＝m
i
‑
m1、Δh
i
＝h
i
‑
h1，i＝2～n，
[0026]通过此方法将会计算得n
‑
1个面积值，将其进行算术平均后即得到被检非标介质活塞式压力计的活塞有效面积的测量结果。
[0027]进一步，若被检非标介质活塞式压力计的测量范围不超过25MPa，所有砝码均无需修正，计算砝码折算质量按如下方程式计算
[0028]m＝100.015p
i
Ag
‑1[0029]其中，m表示质量，kg；p表示砝码作用压力，MPa；A表示活塞有效面积，c本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于非标介质活塞式压力计的校准装置，其特征在于：包括调压器，所述调压器与储液罐、第一隔离器、第二隔离器分别连通，所述第一隔离器与第一活塞支撑容器连通，所述第二隔离器与第二活塞支撑容器连通，所述第一活塞支撑容器用于承载标准活塞系统及标准介质液体，所述第二活塞支撑容器用于承载被检活塞系统及被检介质液体，所述储液罐用于承载中间介质液体，所述第一隔离器用于承载标准介质液体和中间介质液体，并阻止混入连接管道，所述第二隔离器用于承载中间介质液体和被检介质液体，并阻止混入连接管道，所述调压器用于将中间介质液体输送至第一隔离器、第二隔离器，以配合达到各个校准点所需的压力。2.根据权利要求1所述的用于非标介质活塞式压力计的校准装置，其特征在于：所述第一隔离器、第二隔离器采用相同的结构，包括套装在一起的外套筒和内套管，所述外套筒的底端设置有连接接头，顶端设置有能够拆卸的转接头，通过转接头和外套筒的配合，实现对内套管的密封，所述内套管用于存储中间介质液体，所述转接头与调压器连通，所述连接接头与第一活塞支撑容器或者第二活塞支撑容器连通，在所述连接接头的顶面、对应内套管的内部位置设置有竖直向上的延伸管Ⅰ，在所述转接头的底面、对应内套管的内部位置设置有竖直向下的延伸管Ⅱ，所述延伸管Ⅰ用于将第一活塞支撑容器中的标准介质液体或者第二活塞支撑容器中的被检介质液体输送至内套管的顶部，所述延伸管Ⅱ用于将储液罐内部的中间介质液体输送至内套管的底部。3.根据权利要求2所述的用于非标介质活塞式压力计的校准装置，其特征在于：在所述转接头内部设置有排气通道，所述排气通道与内套管连通，其端部设置有排气阀，在所述外套筒的侧壁上开设有多个观察窗口，所述内套管采用透明材料制成，其外表面设置有刻度线。4.根据权利要求1所述的用于非标介质活塞式压力计的校准装置，其特征在于：所述中间介质液体与标准介质液体、被检介质液体均不相容，且密度均大于标准介质液体、被检介质液体的密度。5.根据权利要求1所述的用于非标介质活塞式压力计的校准装置，其特征在于：所述调压器包括四通管，所述四通管分别与加压泵、储液罐、第一隔离器、第二隔离器连通，所述加压泵上设置有手轮；所述第一隔离器、第二隔离器、第一活塞支撑容器、第二活塞支撑容器、储液罐均...
【专利技术属性】
技术研发人员：周宇仁，蒋厚庸，刘燚，刘贝贝，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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