艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定有關(guān)問(wèn)題探析
針對(duì)目前艦船壓力表檢定任務(wù)重、時(shí)效性要求高、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢定需求迫切的實(shí)際，分析了我國(guó)主要港 口的室內(nèi)環(huán)境和艦船艙室環(huán)境，確定了艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定環(huán)境條件，并根據(jù)GJB 5109-2004關(guān)于測(cè)試不確定度 比的要求，對(duì)適用現(xiàn)場(chǎng)檢定的主標(biāo)準(zhǔn)器、測(cè)試不確定度比以及合格判據(jù)等有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探析，并通過(guò)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證，為開(kāi)展艦船壓力表現(xiàn)場(chǎng)檢定提供了參考。
0.引言
目前，海軍各類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)JJG52-2013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 ~35T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~ 35T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 ~ 35T，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0~60MPa。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
A = ±(S + K . At) (1)
式中：S為壓力表允許誤差％的絕對(duì)值；尺為溫度系數(shù)
04% ； At為環(huán)境溫度偏離18 -22X，15 -25^的絕 X才值。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)、
6級(jí)、2. 5級(jí)艦船壓力表在5 ~ 35T之間各溫度點(diǎn)的 最大允許誤差見(jiàn)表1。
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。
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0^+3)。其 中，At+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 ~50t：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5~35t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 ? At (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， 35t；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 T列）的部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表3。
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尤的最大允許誤差分別為± 2.5% xlO, ±2.7% xlO, ±2.9%xlOMPa,艮p: ± 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。
