液压测量仪

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步，压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右，为生产活动提供了大量有价值的参考信息，使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理，将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小，主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器，以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单，灵敏度和精确度都高，常用于校正其他类型压力计，应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用，广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等，也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制，以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时，由于h值较小，用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大，此时可休用斜管式压力计，斜管式压力计分墙挂式和台式两种。　　在许多实验中往往需要同时测量多点的压力，例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计，多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同，实际就是多根斜管压力计，由于多管压力计各测压管的内径不可能一样，因此，由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致，测量前必须读出每根测压管的初读数，并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表，主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形，作为测量元件的弹簧管一端固定起来，通过接头与被测介质相连，另一端封闭，为自由端，自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时，弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张，使自由端移动，其移动距离与压力大小成正比，或者带动指针指示出被测压力数值，适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状，当波纹管轴向受压时，由于伸缩变形产生较大的位移，故一般可在其自由端安装传动机构，带动指针直接读数，从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业，直接测量不结晶体，有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高，常用于低压测量，但迟滞误差大，压力位移线性度差，精度一般只能达到1.5级，常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度，但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢，具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量，尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质（非凝固非结晶）的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下，迫使膜片产生相应的弹性变形——位移，借助连杆组经传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲，当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化，而且前者的灵敏度比后者大50～100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计，测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器，是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是，输入能量低，高动态响应，自然效应小，环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃，是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的，即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多，如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用，可用在给定参数的自动控制电路中，但测量精度一般，频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下，铁磁材料内部发生应变，产生应力，使各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴磁化强度矢量转动，因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化，这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象，称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈，在外力的作用下，铁磁材料的导磁率发生变化，则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时，导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化，从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路，就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，从而带动霍尔片移动，改变了施加在霍尔片上的磁感应强度，依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化，达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所，且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时，应加装隔离器。通常情况下，以使用在测量上限值1/2左右为宜，且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感，当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差，采取恒温措施（或温度补偿措施）。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性，以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计，是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体（活塞筒）组成，二者形成极好的动密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的，当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中，力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计，也有称之为压力天平，主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源，以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部，并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时，系统处于平衡状态。这时，球体将浮起一定高度，球体下部的压力作用面积（即浮球的有效面积）也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力，因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理，是直接从压强定义出发，用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩，根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析，求出其受力有效面积S后，待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理，并具有、足够高的精度，这就可以通过与其他基准压力仪器比对，发现未知的系统误差。同时，钟罩式压力计在测量压强差时，其单端静压强可以根据需要调整，直至单端压强为零，即可以测量绝对压强。另外，该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今，静态的压力测量方法已获得了较大的优化，成为了各领域中常用的测量体系，并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此，相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之，压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如，在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法，如此不仅提升了检测效率，并且提高了测试的精准性，同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准，利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围，随意确定测试点的高精度检测任务，而且能够选用气介质来工作，如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题，大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。

伴随各大上市仪器公司2021年度财报陆续发布，仪器信息网于前段时间特别制作专题，以#财报解读全球仪器市场格局 #。在上市仪器公司披露的海量数据中，有一项数据特别引起了编辑的注意，其中涉及各大国产仪器厂商当前在研的重点仪器项目，以及项目进展、项目意义，甚至项目的投入金额。各大仪器厂商正忙着研制什么创新仪器？仪器信息网本周带您关注仪器厂商在研项目，本期关注测量仪器篇。注：以下信息由仪器信息网整理自上市仪器公司公开资料。麦克奥迪项目名称：正置显微镜　　项目目的：开发一款研究级正置生物显微镜。　　项目进展：正在推广拟达到的目标：可提供明场、荧光、相衬、暗场等多种观察方式，支持数字切片扫描功能，以满足科研需要。预计对公司未来发展的影响：填补公司在研究级生物显微镜的空白，进军高端显微镜市场领域。项目名称：金相显微镜　　项目目的：开发一款多用途的工业金相显微镜，丰富公司工业产品的产品线。　　项目进展：正在推广拟达到的目标：可提供落射、暗场、DIC、偏光等多种观察方式，为面板和晶圆等工业行业提供较为完善的检测。预计对公司未来发展的影响：丰富公司在工业显微镜领域的产品系列，提高在工业市场的竞争力。项目名称：无线数码互动　　项目目的：开发一款用于国内外校园的全无线显微镜互动教学系统　　项目进展：正在国际市场推广拟达到的目标：提升互动产品的交互性能，并实现自动配置，使安装和维护更为简单。预计对公司未来发展的影响：丰富公司在显微镜互动教学产品的产品系列，进一步将强国内互动教学的领先地位，增加国际市场的占有率项目名称：新一代数码显微镜　　项目目的：开发一款性价比优的数码相机系列和数码显微镜系列　　项目进展：正在推广拟达到的目标：为教学市场提供一系列更高成像速度和易于使用的数码显微镜预计对公司未来发展的影响：丰富公司数码相机的高中低端产品系列，形成全方位的数码相机和数码显微镜的产品系列苏试试验项目名称：60 吨电动振动试验系统　　项目目的：实现单台推力 60 吨，为大型整机试件进行振动可靠性试验，如卫星、汽车、飞机等。　　项目进展：整机调试阶段拟达到的目标：突破单台超大推力电动台关键技术，满足市场对大推力电动振动试验系统的需求。预计对公司未来发展的影响：使公司无论在单台、多台并激等技术方向，均达到行业领先，为航空、航天、汽车等领域提供有力保障。项目名称：数字化液压试验系统样机　　项目目的：全系列数字化液压振动试验系统，主要用于地震、汽车道路模拟等试验。　　项目进展：样机调试阶段拟达到的目标：创新公司液压台产品结构形式，为后续液压台产品系列化改型夯实技术基础。预计对公司未来发展的影响：开辟新的技术形式，满足低频振动方面的应用需求，改变地震、汽车道路模拟等领域设备进口依赖现状，打造新的业绩增长点。项目名称：感应振动试验系统　　项目目的：主要用于航空航天、汽车零部件等高随机加速度振动测试，如四代机的动力部分零部件测试。　　项目进展：样机完成测试拟达到的目标：提高系统可靠性，为高加速度和高频振动提供技术支撑。预计对公司未来发展的影响：补充公司原有产品应用细分领域，实现国内同领域产品进口替代，打造新的业绩增长点。项目名称：THV系列智能型综合环境应力筛选试验系统的研发及产业化　　项目目的：实现THV 系列产品智能化、节能、高可靠性和一体化；利用冷量的即时流量控制技术，使系统能耗在节能的工况下运行；应用智能化、互联网化、数字化及模糊控制技术实现远程监控　　项目进展：已完成系列化产品拟达到的目标：实现 THV 系列产品一体化。预计对公司未来发展的影响：成为公司特色产品，实现“智能控制技术和互联网+” 应用，提升产品模块化、自动化、精细化，扩大市场占有率项目名称：ATH-1000-815W四综合试验箱　　项目目的：实现四综合试验箱产品优化升级。　　项目进展：已完成样机拟达到的目标：实现两种产品型式。预计对公司未来发展的影响：推动公司ATH 系列产品形成规模产业化，提高产品市场竞争力，扩大市场份额。项目名称：半导体元件材料缺陷透射电镜分析　　项目目的：建立 TEM 平面样品缺陷观察与截面 3D 源头分析。　　项目进展：已完成拟达到的目标：可在 TEM 中直观且清晰的观察到平面结构缺陷的详细形貌，看到缺陷走向和源头。预计对公司未来发展的影响：有望建立关键技术，持续扩大产业专利布局，在半导体元件材料缺陷透射电镜分析的推广上具有绝佳优势。福光股份项目名称：一米级光学天文望远镜研发　　项目目的：国内领先　　项目进展：前期研发阶段拟达到的目标：实现国内在米级大视场透射式望远镜研制方面的突破预计对公司未来发展的影响：时域天文观测、空间目标和碎片观测等；深度服务于高海拔地区科研及科普项目投入：6000000元三德科技项目名称：量热仪项目　　项目目的：开发新产品　　项目进展：样机调试拟达到的目标：提升仪器精密度预计对公司未来发展的影响：新产品布局，拓展盈利空间项目名称：库仑定硫仪研发项目　　项目目的：对原有产品或技术迭代升级　　项目进展：小批量阶段拟达到的目标：提高可靠性预计对公司未来发展的影响：产品迭代升级，提升市场竞争力项目名称：碳氢氮元素分析仪迭代项目　　项目目的：对原有产品或技术迭代升级　　项目进展：小批量阶段拟达到的目标：提高结果稳定性预计对公司未来发展的影响：产品迭代升级，提升市场竞争力项目名称：工业分析仪产品开发项目　　项目目的：对原有产品或技术迭代升级　　项目进展：样机装配与调试拟达到的目标：提升可靠性和稳定性预计对公司未来发展的影响：产品迭代升级，提升市场竞争力项目名称：灰熔融性测试仪产品研发项目　　项目目的：开发新产品　　项目进展：小批量阶段拟达到的目标：开发全新的灰熔融性测试仪预计对公司未来发展的影响：新产品布局，拓展盈利空间奥普光电项目名称：全国产化高分辨率相机及其相关成像产品　　项目目的：攻克核心关键技术，进而实现产业化　　项目进展：初步完成几款不同型号的样机研制，并实现了关键器件全国产化的目标拟达到的目标：量化生产、销售预计对公司未来发展的影响：为公司增加新的利润增长点远方信息项目名称：金属材料检测方法研究与实验室建设　　项目目的：新能源汽车配套零件等检验有委托第三方实验室完成的趋势。建立相应的金属材料检测实验室，补足相关配套检验的短板。　　项目进展：在研拟达到的目标：建立满足新能源汽车零件金属材料检测的认可实验室，具备自研检测技术能力，并对外提供检测校准服务。预计对公司未来发展的影响：实验室建成后其检测能力符合国内外对于新能源汽车零件相关金属性能检测标准的要求，可以为市场提供第三方高精度新能源汽车等金属材料、零件检测服务，为公司带来一定的经济效益。

山东省政府新闻办今天举行新闻发布会，省市场监管局等解读《关于贯彻落实的实施意见》。《实施意见》提出，加强省级计量科学研究机构能力建设。发布会上，有记者问到，在贯彻落实《实施意见》、提升计量能力方面，山东省计量科学研究院有哪些具体落实措施？山东省计量科学研究院理事长公茂龙回答时说，山东省计量科学研究院是唯一的省级依法设置法定计量检定机构，承担建立社会公用计量标准、开展计量科学技术研究、进行量值传递和溯源等工作。近年来，山东省计量科学研究院持续强化计量能力建设，积极服务市场计量检测需求，认真履行强制检定、型式评价等法定职责，年平均检测计量器具60多万台件，服务客户2万多家，保障量值准确可靠。现有社会公用计量标准401项，国家级型式评价实验室13个，资质能力居全国同行前列。围绕《实施意见》贯彻落实，重点开展以下工作：开展重大计量科技项目研发。聚焦计量科技前沿，开展太赫兹功率、光谱测量仪器等量值传递溯源技术和量子传感、微纳米等先进测量技术研究，推动太赫兹成像等先进技术在食品药品监测、生物医学成像和国防建设等领域的应用。支撑碳达峰碳中和目标实现，开展含碳产品热值计量、元素碳计量测试方法研究，重点突破碳排放直接测量仪器、测量方法及量值溯源技术。研发用于VOCs（挥发性有机物）、NOx（氮氧化物）等现场自动监测的便携式紫外差分吸收光谱仪，实现环境监测仪器的国产化替代。实施标准物质提升工程，研制成品油快检标准物质，以及有机污染物、微（纳）米尺度颗粒物、致病菌检测、传染病筛查等标准物质。提升服务市场的能力和水平。“十四五”期间，山东省计量科学研究院将以服务市场需求、保障法制计量为出发点，持续加强计量能力建设。一是突破“高精尖”计量检测难题，研制国际领先的30MN帕斯卡式液压力标准机，填补超大力值测量及量值溯源空白；研制低浓度颗粒物校准装置，解决颗粒物浓度检测仪器的溯源难题。二是保障大众健康与安全，建立生命体征模拟仪、呼吸机标准器、血液透析装置检测仪等标准装置。三是提升法制计量保障能力，新建非接触式眼压计、测听设备耳声阻抗/导纳测量仪器、三相组合互感器等计量检定装置。搭建计量科技创新载体。在已有省级重点实验室、工程研究中心、工程技术研究中心和国家级市场监管技术创新中心基础上，申请建设国家标准物质量值核查实验室，强化标准物质量值和不确定度水平核查，提升标准物质全寿命周期监管能力。打造智慧计量实验室，建立智能计量管理系统，提升计量数据系统化水平。