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【选型指南】如何配置合适的高压校准器?


  来源: 福禄克公司 时间:2022-07-07 编辑:清风
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确保操作人员安全是高压测量非常重要的一环,所以在执行高压校准时,既要保证测量品质也要保障操作人员的安全。那多大的压力才算是高压呢?其实高压是相对的,就比如某个压力,在这个应用上是高压,但在其他应用上就是正常的压力范围。在本文中,我们将20MPa以上的压力定义为高压。


要了解高压校准的复杂性,首先需要了解涉及到的物理现象和系统工作方式。理想气体定律虽然也存在一定的局限性,但许多气体在不同工况条件下的行为可以用它来解释。理想气体定律描述了影响封闭系统中压力的变量,具体来说:PV=nRT


其中P为压力,V为体积,n为气体物质的量,R为摩尔气体常数,T为温度


从气体理想定律中可知压力与体积、气体物质的量和温度有关,压力与体积成反比关系,压力与物质的量和温度成正比关系。从以上关系中可以发现,要改变系统中压力,可以从三个方面考虑:


1、改变体积:压力比较仪或者活塞;


2、改变系统中物质的量:这就是大多数气体压力控制器的工作方式,额外的气体进入或者派驻系统,以增加或降低压力;


3、改变温度:这是一种很少使用的方法,但可用于将压力稳定在给定的设定点。


理想气体定律也可用于理解压力不稳定。压力变化与三个变量中的一个或多个保持一致:体积变化(压力管线的膨胀或收缩);物质的量的变化(泄露);温度变化(当流体温度冷却时,压力随之降低)。


粘度是流体抵抗运动或流动的特性,从理论上讲,测量静压时,介质应为静态介质,粘度不产生显著影响。在高压下工作时,如果使用粘性介质(如某些机油),可能会导致压力稳定时间过长。当在不同温度下进行试验时,这一点尤为重要,因为介质粘度随温度变化而变化。


压缩性是流体的特性,它决定施加压力时其体积将发生多大的变化。由理想气体定律可知系统压力和体积高度相关,压力随体积变化而变化的程度由流体的可压缩性定义。气体是可压缩的,如果系统的体积发生变化,压力不会随之发生显著变化;液体是不可压缩的,减小系统体积将显著增加压力。这就是为什么液体比气体更容易产生高压。


在压力标定校准时应使用什么介质?对于较低压力,尤其是低于7MPa压力,气体介质是最常见的,压力相对容易产生,气体清洁,消除了较大的压头压力误差;对于100MPa以上的压力,使用气体介质的设备选择很少,产生压力变得困难,应使用液体介质;在两者之间的压力怎么选择呢?在校准实验室应用中,气体介质通常压力高达(或高于)14MPa的情况下使用,其中氮气瓶随时可用,近年来,随着高压气瓶或增压至更高气体压力的方法变得可用,气体和液体介质选择之间的断点持续上升。使用气体代替液体的优点包括减少污染被测设备(DUT)的机会、由于粘度较低稳定性时间延长、减少压头压力误差;但气体也由自己的缺点,因为高压气体具有更多的压缩能量,一旦发生过压时间,则非常危险。


要正确测量压力,压力需足够稳定。但是在高压情况下,这会比较难,因为体积变化(压力管道的膨胀和收缩)、泄露和温度影响,压力将不稳定。其中最大的挑战是温度效应,随着系统中压力的增加,流体的温度也随之升高,当压力不再升高,温度将降低直至到达平衡,随着温度的降低压力也随之降低,即使不存在泄露,压力下降看起来也可能是泄露。泄露导致的压力降低将继续降低,而不会减慢,如果有足够的时间稳定下来,由温度引起的压力下降最终会得到解决。如何克服温度效应呢?


使用活塞式压力计,浮动活塞起到天然调节器的作用,以保持稳定的压力,随着温度降低,活塞下沉,而从改变系统的体积,只要活塞浮起并转动起来,系统处于平衡状态,压力保持稳定;


使用压力控制器,自动压力控制器主动调节系统中物质的量或者改变系统中的题解来抵消温度效应;


使用压力比较器或类似于手动装置,这设备温度效应最明显,因为没有什么可以抵消它们。对于不存在滞后问题的应用,增加压力超过设定值,然后降低压力,这将平衡温度影响,使设备更快稳定,如果这不可行,那么可能需要延长稳定时间。


此外,在执行高压校准时首先需要考虑的时安全性,包括:


・适当的个人防护用品(PPE),如使用安全眼镜;


・选择合适设备,所有压力设备(包括配件、管道、阀门和仪表)的最大额定工作压力满足要求;

关键词:高压校准器 选型指南 高压测量    浏览量:3068

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