美国福禄克 PG7601 真空气体活塞式压力计

概述：

真空参考气体活塞式压力计，压力范围从7 kPa到7 MPa（0.7 到1000 psi）
PG7601为基准级真空参考气体活塞式压力计，用于介质为气体的4kPa～ 7MPa表压和7kPa～7MPa绝压，以及-90kPa～350kPa差压的校准工作。通过将砝码的钟形罩抽为真空，PG7601能够以真空为参考进行测量。如果不需要接近和低于大气压，以及/或者需要高于7MPa（ 1000 psi）的绝压或表压，则宜考虑使用不具备真空参考能力的PG7102。

PG7601气体活塞式压力计具有所有的PG7000 标准特性，并可以建立和测量真空参考，相对于被抽真空的钟形罩定义绝压。支持“差压模式”，覆盖接近于零和不同静压下的正和负差压。

PG7601气体活塞式压力计始终刷新显示环境压力、温度、湿度和活塞组温度、活塞位置、活塞下降速率、活塞转速下降速率等参数。提供转速“就绪/ 未就绪”指示功能，实时刷新“质量-压力”计算。电机驱动的活塞旋转可以选择电机自动驱动，也可以选使用手动驱动。

PG7000 活塞式压力计作为参考级压力标准，提供了从真空至 500 MPa 的统一解决方案

• 先进的压力标准，不确定度

• 从真空至 500 MPa 的统一解决方案

• 实时输出经过充分验证的参考压力

• 直观的本地操作员界面

• 手动、半自动化及全自动化的配置

PG7000 系列活塞式压力计基于此基本原理：在活塞上加载砝码，用于向已知的有效面积施加已知的力。

独特的模块化活塞设计

除了精密的活塞制造工艺，福禄克在设计活塞的时候，采用了很多特殊技术，从而保证了其精确性，耐用性，方便性等。其中核心技术就是可更换的模块化活塞设计和制造。为了保证活塞和套筒加工的精密性和一致性，它们都是一一对应的，配套成对。传统的活塞压力计更换活塞和套筒时不是很方便，因此通常不同的量程只能使用不同的压力平台。而福禄克的活塞是模块化的，也就是活塞和套筒组合好的。不同的模块可以在一个共同的平台上使用。

这种模块化设计的活塞有以下几个好处：

• 无需使用工具就可以在数秒钟内更换活塞模块，也就是更换了压力量程。

• 模块为密封装置，不会由于更换等原因造成活塞内部受到污染而引起测量误差。

• 由于模块将活塞和套筒集成在一体，避免了反复拆装，从而更大限度减少了磨损，保证了精度，提高了测试的一致性和复现性。
  

  精密的同心砝码加载技术

  尽管有上面所说的优秀的活塞设计以及精密的活塞加工工艺，但是整个活塞压力计的优异性能还受到加载砝码的影响。其主要影响包括活塞套筒的垂直性以及和砝码加载的同心性。也就是活塞套筒的轴线和重力加速度方向尽可能平行，加载的砝码尽可能与活塞套筒的轴线同心。保证活塞套筒的垂直性和砝码加载的性能也是福禄克活塞压力计的设计和制造重点之一。为了保证砝码加载的性能，加载部分的独立零部件减少至两个，活塞盖和砝码加载盘。经过精密加工后的砝码加载盘在安装好以后，与活塞轴心的误差小于±20微米。这种设计和精密制造确保了砝码加载和活塞套筒轴保持很好的同心。

  

  模块化的活塞，精密的制造工艺加上精密的砝码加载技术使得福禄克的活塞式压力计保持世界水平。

  高度集成的智能系统

  传统的活塞式压力计大多是纯机械的装置，几乎没有任何电子的技术。在操作过程中，需要手工加压，使活塞漂浮起来，并且手动让其旋转起来并保持一定的速度和稳定性。然后观察被检测压力仪表的数值，记录测试结果并进行相关的计算。这种传统的操作全部是手动操作，很多步骤都是要依靠操作人员的经验来完成的。现在福禄克DHI压力计量部的新式活塞压力计彻底改变了这种情况。在新的活塞式压力计中采用了大量的高新电子技术，从而使全手动，繁琐的活塞压力计量变成简单，自动和方便的方式。

  下面简单介绍一下这个系统的构成和主要特点：活塞压力计主要由以下几个部分构成：活塞压力电子平台、终端控制和显示器、活塞以及活塞套筒、砝码组四大部分。此外还有压力发生器/调节器等附件。

  这一整套系统完成了高智能，高性能的活塞压力计量和测试，它提供了如下特殊性能：

  1. 高度集成的全智能电子检测、控制

  活塞压力计的底座是一个复杂的高性能计算机系统，嵌入了多功能的软件，内置了多种传感器，充分发挥了计算机，数据采集和处理的优势。而智能底座连接至一个终端，作为和操作者的交互界面。它可以显示各种提示，数据，结果等，也可以让操作者利用键盘输入各种指令。简单，快速，方便。

  

  这种全电子的检测控制系统彻底改变了传统活塞压力的方式和概念，将活塞压力计带入到智能电子仪器的时代。这种电子仪器的方式可以提供很多测量的参数，包括：相对湿度，大气压，环境温度，活塞套筒温度，参考真空（PG7601）。它还可以记录和调用活塞套筒和砝码的计量数据，计算补偿的压力- 质量和质量-压力值，从而提供了基于性能的“就绪/未就绪”的状态指示。

  底座还提供RS232和IEEE488接口，可以连接PC完成控制和显示。

  2. 智能的活塞漂浮设计

  传统的活塞压力计，操作的时候十分单调，需要细致操作反复调整压力使活塞漂浮起来。只有当施加的压力和活塞加载的质量一致或相等的时候活塞才会漂浮起来。小了活塞不能漂浮。大了，活塞可能会在没有任何警告的情况下突然升起，造成活塞上冲，从而会损害活塞。因此，施加压力的过程是非常精密的。为了不发生过冲得情况下找到这个压力点，就需要缓慢谨慎地控制压力。

  福禄克的活塞压力计在设计的时候就考虑到这一点。在活塞的结构中特别增加了活塞预载系统，从而可以检测到活塞的漂浮（无论是手动操作还是自动操作）。当活塞将要离开行程的末端（也就是即将浮起）的时候提前发出预警的信息。如图所示，预载系统是由弹簧控制的行程停止机构完成的。弹簧的弹力大约相当于活塞上两公斤质量的重力。预载系统的原理就是通过弹簧提前施加了一个压力，使得在施加的压力等于加载砝码的压力之前就开始使活塞脱离行程末端。正是由于这个预载系统，福禄克的活塞压力计就可以检测到活塞的早期移动，并发出声音，亮光等预警信号，提示活塞即将离开行程的末端开始浮起。只有活塞在行程的末端时预载系统才会工作，一旦活塞浮起来以后，预载系统不会影响活塞的正常移动。

  

  活塞预载系统提供了活塞漂浮的提前警告，使得操作人员在收到预警的提示后进行小心谨慎的操作，从而使工作变得简单轻松，更加方便。同时预载系统还有缓冲的作用，使活塞抵达行程末端时减小碰撞，降低了仪器的磨损和损坏。

  3. 智能的活塞旋转

  活塞式压力计在工作时，要求活塞必须旋转并且保持一定的速度。对于高性能活塞套筒，活塞的旋转必须非常恰当。旋转会产生向心力，向心力能使活塞在套筒内保持轴心的对准，确保一致的环隙，确保活塞自由度和灵活性。为了实现具可重复性的测量，转速的一致性非常重要。此外，当进行测量时，不能施加活塞旋转的力，否则它将会引起寄生力和难以估量的误差。因此测量的准确度与活塞旋转的速度，旋转下降速度等都有直接的关系。几乎所有活塞压力计都是使用手动旋转的方式来使活塞旋转，并且凭操作人员的观测和感觉来判断转速，转速下降等情况。

  福禄克的活塞压力计是款提供了转速和转速下降监测功能的活塞压力计。这些自动监测功能保证了总是在转速和转速下降限值范围之内获取压力读数。这样就使得计量更加科学和准确，减少了人为的感觉和判断的影响，通过客观的测量取代了操作者主观的判断，同时减轻了操作者监测转速的工作量。在我们活塞压力计的平台中，旋转可手动来提供，也可以通过马达驱动系统来提供。转速监测系统能够确保在适当的限值范围内进行测量。

  

  活塞旋转可以通过特殊设计的驱动系统来提供旋转驱动。该系统根据当前的转速智能地启动或关闭，使转速维持在有效数值范围之内。和传统活塞的旋转驱动系统不同，这套驱动系统从来不会随机或在无报警的情况下发生驱动接触。无论活塞处于什么位置，旋转系统都能够启动，并且不会影响其位置或设置压力。当旋转系统将要启动或正在运行时，则会发出警告。操作者也可以改变以上的规则，使得只有在收到操作者的命令后才会被启动。

  4. 智能的监测和提示

  前面提到过我们的压力计是一个高度集成，全智能的自动化校准系统。这里面包括了智能的检测控制，智能的活塞和智能的活塞旋转。因为活塞运动的准确信息是高准确度活塞压力计获得理想性能所必需的。活塞位置和下降速率对于确保活塞处于行程中的合适位置点以及正常的下降速率是非常重要的。尽管人们经常会忽略对活塞状态的监测，很多都是凭感觉或经验来判断，但是对高精度的活塞压力计，对测量的一致性和重复是非常重要的。

  福禄克活塞压力计底座包含了计算机系统，嵌入式软件，各种传感器，配合智能的活塞和旋转系统，通过一个终端显示器提供了一系列的检测信息。这些信息包括活塞状态和各种系统参数：

• 活塞位置

• 活塞下降速率

• 活塞转速

• 活塞旋转减速
  

  

  活塞位置是通过砝码加载承重套内的一个线圈测得的；转速是通过安装杆内的一个光电传感器检测承重套内一个凹口圈的移动获得的。两套测量系统是完全无干扰的。它们对活塞在轴向的移动均没有影响。

  

  就绪/未就绪指示：

  福禄克的活塞压力计用“就绪/未就绪”指示来方便用户的操作，为操作人员提供清晰的“可行/不可行”的指示，表明测量数值是否在允差范围内。“就绪/未就绪”指示基于对各种工作状态的测试，包括活塞位置、活塞下降速率、活塞转速、活塞旋转减速、温度变化速率和真空参考（如适用）。当所有的状态都位于规定的限值范围之内时，则显示“就绪”指示。如果任何条件超出了限值范围，则显示“未就绪”指示，并且显示相应的状态。如果需要，用户可以自定义各种“就绪/未就绪”标准。

  “就绪/未就绪”功能确保测量是在一致的条件下进行的，无需操作者独立地监测多个变量及/或做出主观判断和决定。从而使压力的计量更加可观，更加科学，更具有一致性。

  5. 全自动砝码加载系统

  福禄克的活塞式压力计，还开创了活塞式压力计的先河，提供了一套全自动的砝码加载系统，使活塞的压力计量的全自动真正成为可能。这套自动砝码加载系统，大大提高了工作效率和测量的复现性，节省了人工的劳动，避免了人为操作时产生的误差和误操作。有关自动砝码加载系统请参见自动砝码加载系统部分的详细介绍。

  精湛的砝码制造技术

  砝码组在活塞式压力计中也同样起着至关重要的作用。传统的概念主要砝码的质量准确性问题。其实并不是如此简单。对那些精度等级非常高的活塞压力计来说，砝码除了质量的准确度之外，其材料的质量，加工的质量等要求都是非常高的。例如砝码材料的密度是否一致和均匀，如果材料本身的密度不均匀，就会导致生产出来的砝码质量不均匀，在旋转起来后就会产生误差。同样，砝码的加工是非常精密的加工，要确保其同心和均匀。福禄克所提供的砝码组都是严格筛选了各种材料，精密加工而成。只有这样精密的砝码组配合全智能的活塞式压力计才能获得如此之高准确度。

  

  砝码是通过一个承重套被加载到活塞上的。承重套随压力计的平台提供。承重套有长套和短套两种类型。短套高度较矮，适合PG7601的真空压力罩下使用，质量为0.3 kg；长套适用于所有其它类型的PG7000活塞压力计使用，质量为0.8 kg。两款承重套均由钛金属制成，使其质量更小而且坚固。而其它砝码则是加载在承重套上。

  

  砝码被加载到承重套上，靠重力加速，在活塞上施加一个已知的压力，使定义的压力得到平衡。一套完整的PG7000砝码组包括10或5 kg的主砝码，小砝码从0.5 ~0.1 kg以5-2-2-1的序列组成，微调砝码为50~0.01g。砝码组的组成使得在砝码组范围内的任何期望质量均能以0.01 g为步长增长。利用不同大小的砝码组和活塞套筒组合，总能组成一款适合您需求的PG7000系统。所有的主砝码均由实心非磁性不锈钢制成，均被调整到其标称质量，并且没有会影响到质量稳定度的空洞或微调硬件。由于加码和卸码是使用PG7000系统时常见的操作之一，因此单个砝码和砝码组的设计非常方便操作。在每个砝码上均设计了方便取放的表面，并且提供了特定的砝码盘来顺序加码和卸码。

  COMPASS® for Pressure 校准辅助软件

  COMPASS 软件可为被测设备 (UUT) 创建记录，定义测试程序，并将该程序与 UUT 相关联，运行测试，采集参考及测试数据，产生标准及用户定制的校准报告。所有的参考数据、UUT 数据和测试数据被收集并存储在数据库及标准文件内。COMPASS 可以通过操作员手动控制，也可以进行全自动的控制。

技术指标：

1.灵敏度：可检测到的zui小输入产生的输出。
2.复现性：组合了活塞套筒有效面积和砝码质量的长期稳定度。
3.典型测量不确定度：根据 ISO/TAG4/WG3，所得的结果被进行四舍五入。

型号和配件：