提高二等活塞压力计标准装置的稳定性

1、提高二等活塞压力计提高二等活塞压力计标准装置的稳定性标准装置的稳定性技术监测中心计量检定站技术监测中心计量检定站发布人：邓小羊发布人：邓小羊 计量检定站是经南阳市技术监督局授权的计量检定站是经南阳市技术监督局授权的专项授权专项授权计量检定机构，计量检定机构，二等活塞压力计标准装置是河南油田压力的最高计量标准，它承担着二等活塞压力计标准装置是河南油田压力的最高计量标准，它承担着我油田我油田500多块精密压力表的强制检定工作，二等活塞压力计标准装置多块精密压力表的强制检定工作，二等活塞压力计标准装置的稳定性是衡量该标准装置可靠运行的重要参数之一，该标准装置的稳定性是衡量该标准装置可靠运行的重要参数

2、之一，该标准装置1989年年9月建标并通过河南省计量标准考核，先后月建标并通过河南省计量标准考核，先后4次一次性通过河南次一次性通过河南省计量标准复核，它已可靠运行了近省计量标准复核，它已可靠运行了近20年，由于设备老化，该标准装年，由于设备老化，该标准装置的稳定性出现了波动性变化，直接影响了该标准装置的准确可靠性，置的稳定性出现了波动性变化，直接影响了该标准装置的准确可靠性，如何提高该标准装置的稳定性已成了当误之急，为此，我们开展了以如何提高该标准装置的稳定性已成了当误之急，为此，我们开展了以“提高二等活塞压力计标准装置的稳定性提高二等活塞压力计标准装置的稳定性”为内容的为内容的QC小组活动

3、，确小组活动，确保该标准装置准确可靠运行和精密压力表检定工作的及时完成，为油保该标准装置准确可靠运行和精密压力表检定工作的及时完成，为油田压力量值传递工作起到了积极作用。田压力量值传递工作起到了积极作用。 计量检定站一计量检定站一QC小组九八年成立以来，紧紧围绕计量检小组九八年成立以来，紧紧围绕计量检定工作积极开展活动，获得多项成果奖励，小组由定工作积极开展活动，获得多项成果奖励，小组由10人组成人组成（表一），其中高级工程师（表一），其中高级工程师2人，工程师人，工程师4人，助理工程师人，助理工程师1人，人，全组人员的技术业务素质较高。小组基本情况如下全组人员的技术业务素质较高。小组基本情况

4、如下:小组名称小组名称 计量检定站一计量检定站一QC小组小组 成立时间成立时间1998年年2月月课题名称课题名称 提高二等活塞压力计标准装置的稳定性提高二等活塞压力计标准装置的稳定性 小组类型小组类型 攻关型攻关型 组长组长 邓小羊邓小羊 活动时间活动时间 2009年年 1月月11月月 注注 册册 时时 间间 2009年年3月月 小组成员小组成员 10人人注注 册册 号号 JJ-02 活动次数活动次数 12次次 出勤率出勤率 92%序号序号姓名姓名文化程度文化程度职务职务组内分工组内分工是否受过是否受过QC培训培训1李国太李国太本科本科顾问顾问指导活动指导活动是是2邓小羊邓小羊大专大专组长组长

5、组织活动组织活动是是3王学民王学民本科本科组员组员组织活动组织活动是是4王培云王培云本科本科组员组员组织实施组织实施是是5刘刘 娟娟本科本科组员组员参与实施参与实施是是6张清印张清印大专大专组员组员参与实施参与实施是是7朱亚红朱亚红大专大专组员组员参与实施参与实施是是8程程 莉莉大专大专组员组员参与实施参与实施是是9陈丽华陈丽华本科本科组员组员参与实施参与实施是是10殷玉霞殷玉霞大专大专组员组员参与实施参与实施是是计量标准考核要求质量手册要求选定课题提高二等活塞压力计标准装置的稳定性 计量站质量管理体系运行以来，计量标准的稳定性得到有效控制，二等活塞压力计标准装置2009年12月复核到期，须要

6、再次通过河南省质量技术监督局计量标准复核，提高该标准装置的稳定性作为计量标准复核的一项重要工作，列为计量站质量管理体系控制目录。 1、计量标准简介、计量标准简介 二等活塞压力计标准装置由二等活塞压力计标准装置由4台活塞压力计组成，测量范围：（台活塞压力计组成，测量范围：（-0.160）MPa,精度等级为精度等级为0.05级，溯源单位是河南省计量科学研究院，级，溯源单位是河南省计量科学研究院，送检周期为送检周期为2年。开展检定项目是：年。开展检定项目是：0.1级；级；0.16级；级；0.25级；级；0.4级精密压级精密压力表和真空表，检定依据：力表和真空表，检定依据：JJG49-1999弹簧管式

7、精密压力表和真空表弹簧管式精密压力表和真空表检定规程，检定周期为检定规程，检定周期为1年。年。2、计量标准稳定性考核情况、计量标准稳定性考核情况 2008年我们对（年我们对（0.16）MPa的二等活塞压力计作了稳定性考核，核的二等活塞压力计作了稳定性考核，核查标准为（查标准为（04）MPa，0.4级的精密压力表，测量点为级的精密压力表，测量点为2 MPa，连续测，连续测量量10次，取其平均值作为本次测量结果，连续测量五次，时间间隔为次，取其平均值作为本次测量结果，连续测量五次，时间间隔为2个个月，测得结果见（表二），从月，测得结果见（表二），从2008年二等活塞压力计稳定性测量结果统年二等活塞

8、压力计稳定性测量结果统计情况来看，活塞压力计的稳定性计情况来看，活塞压力计的稳定性变化量变化量较大，较大，接近允许变化量极限值，接近允许变化量极限值，通过分析查找原因，对计量标准进行调试和维护保养，对整个测量过程通过分析查找原因，对计量标准进行调试和维护保养，对整个测量过程进行有效控制，可以减小稳定性进行有效控制，可以减小稳定性变化量变化量，从而提高活塞压力计的稳定性。，从而提高活塞压力计的稳定性。 考核时间2008年3月16日2008年5月14日2008年7月15日2008年9月17日2008年11月15日核查标准精密压力表（4MPa,编号：87.7.148）精密压力表（4MPa,编号：87

9、.7.148）精密压力表（4MPa,编号：87.7.148） 精密压力表（4MPa,编号：87.7.148） 精密压力表（4MPa,编号：87.7.148）12.0002.0022.004 2.002 2.00022.0021.998 2.0042.004 1.99832.0002.000 2.0042.000 1.99841.9981.9982.006 2.000 2.00252.0001.9982.004 2.002 2.00061.9981.9982.004 2.000 1.99872.0002.0002.006 2.0022.00081.9981.9982.004 2.0002.002

10、91.9981.996 2.0042.004 1.998102.0002.0002.006 2.004 1.998平均值1.99942.00162.0046 2.0020 1.9996变化量 0.00260.00220.00300.00260.0024允许变化量0.0030.0030.0030.0030.003结论符合符合符合符合符合考核人员邓小羊邓小羊邓小羊邓小羊邓小羊2008年二等活塞压力计稳定性考核结果统计表年二等活塞压力计稳定性考核结果统计表 （ 表二）表二）测量次数测量值（2MP）2008年二等活塞压力计稳定性考核结果图年二等活塞压力计稳定性考核结果图 （图一图一）1、确定目标值：、

11、确定目标值： 根据工作经验和现状调查分析，结合计量检定站质量管理体系目标要根据工作经验和现状调查分析，结合计量检定站质量管理体系目标要求，小组将本次活动目标定为：将计量标准稳定性提高求，小组将本次活动目标定为：将计量标准稳定性提高0.001MPa，即：计，即：计量标准稳定性变化量控制在量标准稳定性变化量控制在0.002 MPa以内。以内。 变化量目标柱状图变化量目标柱状图（图二图二 ）0.003MPa0.002MPa2、可行性分析：、可行性分析： 在稳定性测量过程中，测量结果主要是受计量标准装置、核查标准、环境在稳定性测量过程中，测量结果主要是受计量标准装置、核查标准、环境温度、湿度、和人员读

12、数等因素的影响，通过采取相应的控制措施，可以有效温度、湿度、和人员读数等因素的影响，通过采取相应的控制措施，可以有效减少以上因素对测量结果的影响，从而提高标准装置的稳定性。减少以上因素对测量结果的影响，从而提高标准装置的稳定性。 有利因素：有利因素：对计量标准进行调试和维护保养，可以减少标准装置的系统误对计量标准进行调试和维护保养，可以减少标准装置的系统误差，对稳定性测量整个过程进行有效控制，可以减少环境条件和人为因素对测差，对稳定性测量整个过程进行有效控制，可以减少环境条件和人为因素对测量结果的影响。量结果的影响。 不利因素：不利因素：计量标准装置和核查标准测量不确定度对稳定性测量结果的影计

13、量标准装置和核查标准测量不确定度对稳定性测量结果的影响不可避免，小组无力解决。响不可避免，小组无力解决。经过小组论证分析，通过对影响标准稳定性的各个因素进行有效控制，得经过小组论证分析，通过对影响标准稳定性的各个因素进行有效控制，得出结论是：上述目标完全可以实现。出结论是：上述目标完全可以实现。我们小组召开了分析会，从整个测量过程的各个环节入手，认真查找分我们小组召开了分析会，从整个测量过程的各个环节入手，认真查找分析影响计量标准装置稳定性的原因，分别从人员、设备、环境、方法四个方析影响计量标准装置稳定性的原因，分别从人员、设备、环境、方法四个方面综合分析各种影响因素，并绘制了计量标准稳定性关

14、联图（图二）。面综合分析各种影响因素，并绘制了计量标准稳定性关联图（图二）。小组成员正在开会分析问题二等活塞压力计稳定性二等活塞压力计稳定性系统误差随机误差专用砝专用砝码质量码质量活塞有效面积活塞有效面积测量被检测量被检对象对象核查标准核查标准人员读数人员读数温湿度变化温湿度变化重力加速度重力加速度活塞垂直性活塞垂直性工作介质工作介质数据处理数据处理 影响影响二等活塞压力计稳定性二等活塞压力计稳定性因素关联图因素关联图二等活塞压力计稳定性二等活塞压力计稳定性差差 根据计量标准稳定性关联图我们找出了根据计量标准稳定性关联图我们找出了10项末端因素，经现场调查、分析项末端因素，经现场调查、分析、验

15、证，、验证，2009年三月利用一周时间，我们对这年三月利用一周时间，我们对这10项末端因素进行了逐条确认，项末端因素进行了逐条确认，确定要因有确定要因有3项，其余项，其余7项为非要因（表三）。项为非要因（表三）。序序号号因素名称因素名称确定方法确定方法现状及影响程度现状及影响程度是否要因是否要因验证人验证人1活塞有效活塞有效面积面积现场验证现场验证活塞压力计在使用过程中，活塞压力计在使用过程中，活塞的有效面积会发生活塞的有效面积会发生变化，也会影响标准装置的稳定性变化，也会影响标准装置的稳定性，但它属于装置，但它属于装置固有特性，小组无力解决。固有特性，小组无力解决。否否邓小羊邓小羊2活塞垂直

16、活塞垂直性性现场验证现场验证活塞必须保持与水平面活塞必须保持与水平面垂直，否则，它会增大活塞垂直，否则，它会增大活塞杆与活塞筒之间的摩擦力，从而影响标准装置的稳杆与活塞筒之间的摩擦力，从而影响标准装置的稳定性，定性，在实验前水平调整后可尽量克服。在实验前水平调整后可尽量克服。否否邓小羊邓小羊3专用砝码专用砝码现场验证现场验证活塞压力计的专用砝码为折算质量值活塞压力计的专用砝码为折算质量值,按照活塞压力按照活塞压力计检定规程，专用砝码存在质量允差，它对计检定规程，专用砝码存在质量允差，它对标准装标准装置稳定性的影响比较大。置稳定性的影响比较大。是是朱亚红朱亚红4工作介质工作介质调查分析调查分析活

17、塞压力计的工作介质是空气、变压器油或癸二酸活塞压力计的工作介质是空气、变压器油或癸二酸脂，工作介质不洁净，会影响活塞转动延续时间，脂，工作介质不洁净，会影响活塞转动延续时间，也会也会影响标准装置的稳定性影响标准装置的稳定性。依据操作规程，小组。依据操作规程，小组每季度更换工作介质。每季度更换工作介质。否否张清印张清印要因验证表要因验证表 （表三）（表三）5重力加速重力加速度度调查分析调查分析纬度不同，地理位置不同，各地的重力加速纬度不同，地理位置不同，各地的重力加速度也不尽相同，在计算度也不尽相同，在计算砝码质量时要考虑砝码质量时要考虑重重力加速度修正，它对稳定性的影响较小。力加速度修正，它对

18、稳定性的影响较小。否否邓小羊邓小羊6核查标准核查标准调查分析调查分析核查标准是一块性能比较稳定的精密压力表核查标准是一块性能比较稳定的精密压力表，核查标准自身存在误差，该误差对稳定性，核查标准自身存在误差，该误差对稳定性测量影响较大。测量影响较大。 是是邓小羊邓小羊7人员读数人员读数现场验证现场验证由于估读只能读到精密压力表最少分格的由于估读只能读到精密压力表最少分格的1/10,它对稳定性测量结果的影响比较大。它对稳定性测量结果的影响比较大。是是程莉程莉8温、湿度温、湿度变化变化现场验证现场验证按检定规程要求，检定温度为：（按检定规程要求，检定温度为：（203），湿度不大于，湿度不大于85%，

19、实际工作中往往不能，实际工作中往往不能达到规定条件，但可以通过空调来控制，它达到规定条件，但可以通过空调来控制，它对稳定性测量结果的影响比较小。对稳定性测量结果的影响比较小。否否陈丽华陈丽华9测量被检测量被检对象对象调查分析调查分析稳定性测量是用被检对象进行测试，被检对稳定性测量是用被检对象进行测试，被检对象的稳定性会对标准装置稳定性造成一定影象的稳定性会对标准装置稳定性造成一定影响响。但被检对象小组难以控制，因此不再要。但被检对象小组难以控制，因此不再要因。因。否否程莉程莉10数据处理数据处理调查分析调查分析数据处理比较麻烦，在处理过程中采用四舍数据处理比较麻烦，在处理过程中采用四舍五入法则

20、进行修约，数据修约也会影响测量五入法则进行修约，数据修约也会影响测量结果，结果，它对稳定性的影响较小它对稳定性的影响较小。否否刘娟刘娟方案方案-对策表对策表 要因确认后，我们小组针对要因确认后，我们小组针对3项要因，组织全组成员共同探讨，并聘请有项要因，组织全组成员共同探讨，并聘请有关专家、领导进行指导，通过探索研究，制定出相应对策措施（表四）。关专家、领导进行指导，通过探索研究，制定出相应对策措施（表四）。 对策措施表对策措施表 （表四）（表四）序号序号要因要因对策对策目标目标措施措施地点地点负责人负责人完成时间完成时间1 1专用专用砝码砝码对专用砝对专用砝码进行质码进行质量修正配量修正配重

21、重专用砝码质专用砝码质量误差小于量误差小于质量允差的质量允差的1/2.用 高 精 度用 高 精 度天 平 对 专天 平 对 专用 砝 码 进用 砝 码 进行配重。行配重。天平室天平室 邓小羊邓小羊 程程 莉莉 张清印张清印0909年年5月月2 2核查核查标准标准选用一块选用一块性能稳定，性能稳定，误差较小误差较小的精密压的精密压力表力表将核查标准将核查标准误差值调到误差值调到接尽零值接尽零值对 核 查 标对 核 查 标准 误 差 进准 误 差 进行调试行调试精密压力精密压力表室表室 邓小羊邓小羊 程程 莉莉 王学民王学民0909年年6月月3 3人员人员读数读数改进读数改进读数方法，缩方法，缩小

22、估读误小估读误差差将估读误差将估读误差控制在控制在1/10最小分格之最小分格之内内采 用 无 阴采 用 无 阴影 分 格 读影 分 格 读数 ， 尽 可数 ， 尽 可能 减 小 估能 减 小 估读误差读误差精密压力精密压力表室表室 邓小羊邓小羊 程程 莉莉 刘刘 娟娟0909年年8月月二等活塞压力计专用砝码检定现场措施一：措施一：二等活塞压力计专用砝码的质量允差为：0.02%，二等活塞压力计在送检时，专用砝码必须按计算的理论值进行配重，配重时只要在质量允差范围内就为合格，这个小小的质量允差也会影响标准的稳定性，为减小它对稳定性的影响，我们对专用砝码进行重新配重，对专用砝码质量误差控制在允差的1

23、/2以内，并对专用砝码进行编号，按顺序号放置使用。检定人员正在讨论选用稳定性符合要求的核查标准措施二：措施二：在选用核查标准时，要对核查标准的技术性能进行一系列测试，在选用核查标准时，要对核查标准的技术性能进行一系列测试，特别是要对核查标准的稳定性作出评估分析，稳定性不符合要求的不能作为特别是要对核查标准的稳定性作出评估分析，稳定性不符合要求的不能作为核查标准，要选用稳定性满足要求并且稳定性差值尽可能小的精密压力表作核查标准，要选用稳定性满足要求并且稳定性差值尽可能小的精密压力表作为核查标准。选用的精密压力表都有误差，精密压力表误差大了也会影响测为核查标准。选用的精密压力表都有误差，精密压力表

24、误差大了也会影响测量结果，所以要对精密压力表误差进行调试，调到精密压力表指示值接尽标量结果，所以要对精密压力表误差进行调试，调到精密压力表指示值接尽标准值，精密压力表误差值接尽零值。准值，精密压力表误差值接尽零值。检定人员正在用无阴影读数法对核查标准进行稳定性试验措施三：措施三：我们选用的核查标准是一块我们选用的核查标准是一块0.4级精密压力表，精密压力表读数只能读到级精密压力表，精密压力表读数只能读到最小分格的最小分格的1/10，在读取数据时由于位置和方法不同都会带来读数误差，这个读数误，在读取数据时由于位置和方法不同都会带来读数误差，这个读数误差对测量结果的影响是很大的，所以要尽可能地减小

25、读数误差。我们可用一光束垂直差对测量结果的影响是很大的，所以要尽可能地减小读数误差。我们可用一光束垂直照射在精密压力表表盘上，让精密压力表的指针在表盘上不留下阴影，然后在精密压照射在精密压力表表盘上，让精密压力表的指针在表盘上不留下阴影，然后在精密压力表表玻璃上留下光束标记，我们每次按照眼睛、表玻璃标记和指针三点一线进行读力表表玻璃上留下光束标记，我们每次按照眼睛、表玻璃标记和指针三点一线进行读数。我们把种方法叫作无阴影读数法，可以有效消出读数误差对稳定性的影响。数。我们把种方法叫作无阴影读数法，可以有效消出读数误差对稳定性的影响。1 1、目标实现、目标实现 经过小组采取一系列措施，实施后二等

26、活塞压力计标准装置的稳定性大经过小组采取一系列措施，实施后二等活塞压力计标准装置的稳定性大大提高，大提高，20092009年下半年我们对（年下半年我们对（0.10.16 6）MPaMPa的二等活塞压力计再次作了稳定的二等活塞压力计再次作了稳定性考核，核查标准为（性考核，核查标准为（0 04 4）MPaMPa，0.40.4级的精密压力表，测量点为级的精密压力表，测量点为2 2 MPaMPa，连，连续测量续测量1010次，取其平均值作为本次测量结果，连续测量五次，时间间隔为次，取其平均值作为本次测量结果，连续测量五次，时间间隔为1 1个个月，测得结果见（表五）。月，测得结果见（表五）。 考核时间2

27、009年7月15日2009年8月14日2009年9月15日2009年10月13日2009年11月15日核查标准精密压力表（4MPa,编号：87.7.148）精密压力表（4MPa,编号：87.7.148）精密压力表（4MPa,编号：87.7.148） 精密压力表（4MPa,编号：87.7.148） 精密压力表（4MPa,编号：87.7.148）12.0002.0002.000 2.000 2.00022.0021.9981.9982.002 1.99832.0042.000 2.0002.000 1.99842.0022.0002.000 2.000 2.00052.0002.0021.998

28、1.998 2.00062.0022.0002.000 2.000 1.99872.0002.0001.998 2.0022.00082.0022.0002.000 2.0001.99892.0022.002 2.0002.002 2.000102.0002.0002.000 2.000 2.000平均值2.00142.00021.9994 2.0004 1.9992变化量 0.00180.00120.00080.00100.0012允许变化量0.0030.0030.0030.0030.003结论符合符合符合符合符合考核人员邓小羊邓小羊邓小羊邓小羊邓小羊2009年二等活塞压力计稳定性考核结果统

29、计表年二等活塞压力计稳定性考核结果统计表 （表五）（表五）测量次数测量值（2MP）2009年二等活塞压力计稳定性考核结果图图四二等活塞压力计稳定性考核结果对比图图五 通过活动前后实验数据进行比较，活动前稳定性最大变化通过活动前后实验数据进行比较，活动前稳定性最大变化量为：量为：0.0030MPa0.0030MPa，活动后稳定性最大变化量为：，活动后稳定性最大变化量为：0.0018MPa0.0018MPa，提高了提高了0.0012MPa0.0012MPa，实现了小组制定的活动目标。，实现了小组制定的活动目标。0.003MPa0.002MPa0.0018MPa直接经济效益：直接经济效益：每年检定精密压力表每年检定精密压力表500500块，每块精密压力表检定收费为块，每块精密压