張新勤，沐阿華

(1.海裝監(jiān)管部，北京100161;2.中國(guó)人民解放軍91635 部隊(duì)，北京102249)

0 引言

目前，海軍各類(lèi)艦船均配備了大量壓力表，以某型驅(qū)逐艦為例，壓力表數(shù)量上千塊，加上艦船的任務(wù)多，停航時(shí)間短，使得許多壓力表無(wú)法按規(guī)定周期進(jìn)行檢定，存在安全隱患，迫切需要開(kāi)展艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定，以提高工作效率，保證其量值準(zhǔn)確可靠。

1 現(xiàn)場(chǎng)檢定的環(huán)境條件分析

根據(jù)JJG 52-2013 的規(guī)定，一般壓力表實(shí)驗(yàn)室檢定的環(huán)境條件為:檢定溫度15 ～25℃、相對(duì)濕度小于85%、環(huán)境壓力為大氣壓力。艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定一般在艦船駐泊的碼頭庫(kù)房、艦船艙室開(kāi)展，也應(yīng)限定一定的環(huán)境條件。

從我國(guó)主要沿海港口常年氣溫(考慮到北方冬天港口室內(nèi)一般都有暖氣)統(tǒng)計(jì)分析，全年室溫一般在5 ～35℃之間，相對(duì)濕度一般也小于85%。

從艦船看，隨著排水量不斷增加，穩(wěn)定性進(jìn)一步增強(qiáng)，以驅(qū)逐艦為例，在0 級(jí)、1 級(jí)海況下停泊或航行，縱傾、橫搖幾乎都為0 度，許多艙室都有艦員工作、生活，一般都有風(fēng)機(jī)甚至空調(diào)，艙室溫度也在5 ～35℃之間，相對(duì)濕度一般也小于85%。

因此，艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定的環(huán)境條件可設(shè)定為:檢定溫度為5 ～35℃，相對(duì)濕度不大于85%，環(huán)境壓力為大氣壓力。

2 主標(biāo)準(zhǔn)器的選擇

艦船壓力表一般用于各種液體、氣體與蒸汽的測(cè)量，準(zhǔn)確度等級(jí)主要有1.0 級(jí)、1.6 級(jí)、2.5 級(jí)，量程范圍是0 ～60 MPa。目前，常用壓力表檢定裝置的主標(biāo)準(zhǔn)器有:活塞式壓力計(jì)、精密壓力表和數(shù)字壓力計(jì)3種。由于活塞式壓力計(jì)工作時(shí)必須調(diào)整水平，加上砝碼比較重，不便攜帶，一般用于實(shí)驗(yàn)室檢定。精密壓力表和數(shù)字壓力計(jì)主標(biāo)準(zhǔn)器具有體積小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，可用于艦船壓力表的現(xiàn)場(chǎng)檢定。

3 測(cè)試不確定度比和合格判據(jù)的分析

GJB 5109-2004 規(guī)定，軍事計(jì)量保障中對(duì)被測(cè)設(shè)備進(jìn)行合格判定時(shí)，被測(cè)設(shè)備與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試不確定度比一般不得低于4∶1。因此，開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢定時(shí)，艦船壓力表與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)主標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差的絕對(duì)值之比不得低于4∶1。

3.1 精密壓力表為主標(biāo)準(zhǔn)器的分析

壓力表在偏離實(shí)驗(yàn)室檢定溫度環(huán)境下工作時(shí)，指示值誤差將產(chǎn)生偏離，計(jì)算公式為

式中:δ 為壓力表允許誤差%的絕對(duì)值;K 為溫度系數(shù)0.04%;Δt 為環(huán)境溫度偏離18 ～22℃，15 ～25℃的絕對(duì)值。其中，前者適用于精密壓力表，后者適用于艦船壓力表。

經(jīng)計(jì)算，0.1 級(jí)、0.25 級(jí)精密壓力表和1.0 級(jí)、1.6 級(jí)、2.5 級(jí)艦船壓力表在5 ～35℃之間各溫度點(diǎn)的最大允許誤差見(jiàn)表1。

表1 各溫度點(diǎn)的最大允許誤差

根據(jù)表1 數(shù)據(jù)，按照測(cè)試不確定度比不小于4∶1 的要求，精密壓力表開(kāi)展艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定的溫度范圍見(jiàn)表2。

表2 精密壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定的溫度范圍

從表1 可知，現(xiàn)場(chǎng)檢定中隨著現(xiàn)場(chǎng)溫度偏離實(shí)驗(yàn)室檢定的環(huán)境溫度，艦船壓力表和精密壓力表的最大允許誤差的絕對(duì)值將分別增加K·Δt，K(Δt +3)。其中，K(Δt+3)比相應(yīng)溫度點(diǎn)艦船壓力表的最大允許誤差的絕對(duì)值小2 個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢定的示值誤差的影響可忽略不計(jì)。因此，以精密壓力表為主標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定合格判定時(shí)，艦船壓力表的示值誤差不得大于其在表1 相應(yīng)溫度點(diǎn)的最大允許誤差。

3.2 數(shù)字壓力計(jì)為主標(biāo)準(zhǔn)器的分析

數(shù)字壓力計(jì)具有準(zhǔn)確度等級(jí)高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。以北京康斯特?cái)?shù)字壓力計(jì)為例，其準(zhǔn)確度等級(jí)分別為0.05 級(jí)、0.1 級(jí)、0.2 級(jí)，具有溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能，在-10 ～50℃范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級(jí)保持不變。根據(jù)表1 數(shù)據(jù)，在5 ～35℃范圍內(nèi)，上述數(shù)字壓力計(jì)與艦船壓力表的測(cè)試不確定度比均不小于4∶1，全部適用于開(kāi)展艦船壓力表的現(xiàn)場(chǎng)檢定工作。

現(xiàn)場(chǎng)檢定中，溫度偏離實(shí)驗(yàn)室檢定的環(huán)境溫度時(shí)，數(shù)字壓力計(jì)的最大允許誤差將保持不變，艦船壓力表的最大允許誤差的絕對(duì)值將增加K·Δt(詳見(jiàn)表1)，其示值誤差也會(huì)相應(yīng)增加。因此，以數(shù)字壓力計(jì)為主標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定合格判定時(shí)，艦船壓力表的示值誤差也不得大于其在表1 相應(yīng)溫度點(diǎn)的最大允許誤差。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

選兩組量程范圍為0 ～0.6 MPa，0 ～10 MPa，0 ～60 MPa，準(zhǔn)確度等級(jí)分別為1.0 級(jí)、1.6 級(jí)、2.5 級(jí)共18 塊艦船壓力表，一組在碼頭庫(kù)房，一組在艦船艙室(在0 級(jí)和1 級(jí)海況下)，在環(huán)境溫度為5，10，30，35℃四個(gè)溫度點(diǎn)，分別以準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1 級(jí)、0.25級(jí)的精密壓力表和0.05 級(jí)的數(shù)字壓力計(jì)為主標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定，并按本文3.1，3.2 的合格判據(jù)進(jìn)行判定，現(xiàn)場(chǎng)檢定結(jié)果和實(shí)驗(yàn)室檢定結(jié)果一致。其中，量程范圍同為0 ～10 MPa 的0.1 級(jí)精密壓力表和2.5 級(jí)艦船壓力表，在艦船現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室檢定(20 ℃列)的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 在艦船現(xiàn)場(chǎng)用0.1 級(jí)精密壓力表檢定2.5 級(jí)壓力表的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表1 可知，2.5 級(jí)、量程范圍為0 ～10 MPa 的艦船壓力表在20，30，35℃的最大允許誤差分別為±2.5%×10，±2.7%×10，±2.9%×10 MPa，即:±0.25，±0.27，±0.29 MPa，其絕對(duì)值均大于表3 中相應(yīng)的最大示值誤差絕對(duì)值，所以，現(xiàn)場(chǎng)檢定與實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果均為合格，現(xiàn)場(chǎng)檢定結(jié)論與實(shí)驗(yàn)室檢定結(jié)論一致。

5 結(jié)論

本文分析了艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定的環(huán)境條件，以及精密壓力表、艦船壓力表的最大允許誤差隨溫度變化情況，按照測(cè)試不確定度比不小于4∶1 的要求，探討了主標(biāo)準(zhǔn)器及其適用現(xiàn)場(chǎng)檢定的溫度范圍，研究得出了現(xiàn)場(chǎng)檢定的合格判定依據(jù)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定的幾個(gè)方面進(jìn)行了探索，為艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定工作的開(kāi)展提供了參考。

［1］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG49-2013 彈性元件式精密壓力表和真空表［S］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2013.

［2］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表［S］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2013.

［3］中國(guó)人民解放軍總裝備部.GJB5109-2004.裝備計(jì)量保障通用要求檢測(cè)和校準(zhǔn)［S］.北京:總裝備部軍標(biāo)發(fā)行部，2004.