活塞压力计的故障及处理方法

随着活塞材料、加工工艺及几何量精密测量技术的发展，活塞压力计在压力计量中发挥着越来越重要的作用，尤其是气体活塞压力计发展更快，进步更明显。活塞压力计稳定性是影响其压力量值准确传递的一个重要因素。依据活塞压力计工作原理和实际使用可知，主要有3个因素影响其稳定性：(1)活塞和砝码质量的稳定性；(2)活塞有效面积稳定性；(3)重力加速度稳定性[1]。活塞压力计计量性能稳定、结构简单、操作方便。但在实际使用中，笔者遇到了活塞压力计的许多故障。本文根据活塞压力计的基本工作原理、JJG59《活塞式压力计检定规程》解析，结合多年实际工作经验总结15项故障，针对活塞压力计故障予以分析，提出解决办法，在实际工作中收到良好的效果。

1 活塞压力计基本工作原理

活塞压力计是根据帕斯卡定律、流体静力学平衡原理设计的，即作用在活塞有效面积上流体压力与其所负荷重力相平衡。活塞工作时应稳定悬浮于活塞筒中并处于一固定位置(称工作位置)。为了避免产生静摩擦力，在工作时使活塞杆与活塞筒之间有一相对旋转运动，活塞筒与活塞杆之间有一个均匀介质层从而使活塞杆处于活塞筒中心位置。所生压力大小基本公式如下：

式中：Ae为在参考温度和当地大气压下活塞系统的有效面积(m2)；P为被测压力(N/m2)；m为活塞及所负荷砝码质量(kg)；g为当地重力加速度(m/s2)。

当被测压力P作业用于活塞上时，就有一个与该压力成正比的力T作用于活塞上，方向垂直向上，T=AP、A为活塞有效面积。当加于活塞上的专用砝码的重力与T平衡时则F=T=AP，从而被测压力可由式F=T=AP。从而得到被测压力。活塞压力计是准确度较高的测量仪器，常作为标准器使用。使用者必须熟悉压力计的结构、使用方法，如果操作不当，将造成压力计的损坏。

2 JJG59《活塞式压力计检定规程》解析

规程在操作方式和技术指标上要求高，对材料的要求也高。从要求、技术、材料构成较以前的规程更具有易难性、复杂性和操作性。然而，目前广泛使用的各种准确度等级的活塞压力计也已无法满足社会经济和科技发展的需要，活塞压力计的生产企业也有必要更新活塞压力计设备；对检定测试单位而言，必须更新检定测试设备，这就成为摆在企事业单位面前亟待解决的问题。

3 活塞压力计的常见故障及处理方法

3.1 压力计活塞发黑、有划痕甚至有锈蚀的现象

此原因为工作介质不符合要求、介质中含有杂质、酸值过高、仪器长期不使用造成的、应当使用规程规定的介质、使用航空汽油清洗、涂抹防腐油、锈蚀严重时应送厂家处理，但维修回来后活塞应重新检定，活塞及砝码应重新配重。

3.2 活塞与活塞筒之间有气泡

此现象为活塞与活塞筒内腔内有空气、可关闭压力计与表接头之间的阀门。打开油杯的阀门，逆时针旋转校验器的手轮，直到活塞到达最外端，将油杯中的介质抽入活塞筒中，然后顺时针旋转校验器的手轮，直到活塞到达最里端，使介质和气体溢入油杯中，如此反复多次，直到空气排净为止。

3.3 压力真空计的惯性轮转动不灵活

此现象为滚珠之间配合不好、滚珠表面有锈蚀或者是缺乏润滑油、可调整滚珠之间的间隙、更换同型号的滚珠或加润滑油。

3.4 活塞转动不灵活或转不动

其原因是活塞压力计不水平、使活塞不垂直、活塞与活塞筒之间的间隙过小、活塞有划痕、锈蚀、介质粘度过大、活塞或活塞筒变形、长期放置不要又没维护使活塞与活塞筒发生粘结。可调整压力计的水平位置，使活塞处于垂直状态、使用粘度符合要求的工作介质、用航空汽油清洗活塞、如变形过大，则送厂家修理或更换活塞或活塞筒。压力计长期不用应做好维护工作，经常转动一下活塞。如更换或维修活塞、活塞应重新检定、活塞及砝码应重新配重，方能保证压力计的计量性能。

3.5 活塞下降过快,承不住压力

其原因为活塞与活塞筒间隙过大、活塞筒内有空气、介质粘度过低、连接处的密封性不好。油杯阀门未关严密或是油杯针形阀阀门磨损、锈蚀或损坏。可排除套筒腔内的空气、选用规程规定的符合要求的工作介质、查找泄露点，拧紧泄露处的紧固螺帽。管严油杯阀门或研磨针形阀门。

3.6 承重盘平面对活塞中心线不垂直

其原因为活塞变形弯曲、承重盘不平、承重盘与活塞不垂直、可更换活塞、调整承重盘与活塞连接处的调整螺钉，直到垂直为止。如承重盘不平，可用细锉刀挫平表面、但应重新检定配重。以保证垂直盘的质量不变。

3.7 油杯阀门漏油、加不上压力

其原因为针形阀门阀端锈蚀、磨损或损坏，应更换针形阀或送厂家维修。

3.8 油杯与校验器连接处漏油

其原因为紧固螺丝松动、垫圈老化或损坏，可更换垫圈，拧紧紧固螺丝。

3.9 校验器加压丝杆漏油

其原因为丝杆上的活塞顶部皮碗过松、变形或损坏或活塞筒损坏、可拧紧压缩皮碗的螺帽或更换皮碗或更换新活塞筒。

3.10 校验器的开关阀门手轮处漏油

其原因为针形阀门阀端的密封圈变形或损坏，或是紧固螺帽过松，可拧紧紧固螺帽或更换密封圈。

3.11 专用阀码表面锈蚀

其原因为湿度过大、砝码表面氧化。可降低室内的湿度、长时间不用时应涂防锈油。

3.12 活塞或活塞筒变形

其原因主要为操作不当引起的。当压力计处在高压状态时，不能直接拧松油杯的阀门泄压，而应缓慢地旋转加压器的手轮，当压力接近零兆帕时方可打开油杯的阀门，以免造成活塞或活塞筒的损坏。

3.13 真空压力计如果真空承不住砝码或是抽不起真空

应该是导压管连接处漏气，可在加压状态下用肥皂水涂抹各连接处，如有气泡冒出，则为该处漏气，可拧紧连接处的螺帽或用铁丝捆扎连接软管。

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3.14 真空压力计活塞筒下端和导压管内积有工作介质（变压器油）

3.15 被检压力计数值不稳定

测量过程中被检压力计数值不稳定或数值跳变，其原因为环境温度不满足规程要求。压力计在实验室放置时间不够，温差变化较大、尤其是冬天或夏天更为明显、管道系统中有杂质。校验器接头与表的连接处有堵塞而不通畅、管道系统中有泄漏点。应严格按照规程控制实验室温度；被检压力计应在实验室放置足够长的时间；排除管道系统中的杂质或堵塞物；排除泄漏点。

4 结语

综上所述，本文根据笔者的工作经验，介绍了活塞压力计在使用过程中所遇到的各种问题及处理方法，活塞压力计在使用过程中的注意事项。操作手压泵时，动作应缓慢，不允许操之过急，同时应注意活塞压力计活塞的工作情况，切勿造成冲击现象。只有正确地使用活塞压力计，才能保证活塞压力计的计量性能及准确性。