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波纹管

压力测量仪表中的一种测压弹性元件。它是具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱的壳体,波纹管具有弹性,在压力、轴向力、横向力或弯矩作用下能产生位移。波纹管在仪器仪表中 波纹管应用广泛,主要用途是作为压力测量仪表的测量元件,将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄,灵敏度较高,测量范围为数十帕至数十兆帕。另外,波纹管也可以用作密封隔离元件,将两种介质分隔开来或防止有害流体进入设备的测量部分。它还可以用作补偿元件,利用其体积的可变性补偿仪器的温度误差。有时也用作为两个零件的弹性联接接头等。波纹管按构成材料可分为金属波纹管、非金属波纹管两种;按结构可分为单层和多层。单层波纹管(见图)应用较多。多层波纹管强度高,耐久性好,应力小,用在重要的测量中。波纹管的材料一般为青铜、黄铜、不锈钢、蒙乃尔合金和因康镍尔合金等。

功能参数  
它们是金属波纹管类弹性元件的主要功能指标,是判定波纹管类组件能否应用的重要判据。这类参数除给定一个额定值外,还要给定一个允差范围(界限值),以保证弹性元件使用的可靠性。
质量参数  
在金属波纹管类组件使用时并不涉及此类参数,只有在弹性元件性能检测与质量评定时才直接测量这些参数。根据测试结果,来判定元件的功能、质量、失效性和可靠程度。
载荷  
作用在金属波纹管及其它弹性元件上的各种预期的负荷值,如集中力F、压力p 和力矩M 等。在金属波纹管类弹性元件使用时,除给定施加的载荷值外,还须给定载荷的作用方向及作用位置。对于压力载荷,还要说明弹性元件是承受内腔压力或外腔压力。
公称载荷  
金属波纹管及其它弹性元件在正常工作条件下允许使用的最大载荷值或满量程值。它通常是预期的设计值,或是对产品原型经过实际检测后再经修定的设计值。
超载载荷  
具体弹性元件产品在工作中经受瞬间或试验期间允许超过额定载荷而不发生损坏、失效、失稳时的承载能力。对于仪表弹性敏感元件,一般限定超载能力为额定载荷的125%。在工程中使用的波纹管类组件,一般限定在额定载荷的150%。根据工程要求,当要求大的安全系数时,使用的弹性元件规定不允许有任何超载,因此载荷必须小于或等于额定载荷值。
位移  
金属波纹管及弹性元件中某一特定点(自由端或中心)的位置变化。按照其运动轨迹,可分为线位移和角位移。在外界载荷作用下,金属波纹管可能产生轴向位移、角向位侈及横向位移。
额定位移  
金属波纹管及弹性元件在额定载荷作用下所引起的位移值,也就是它们在正常使用条件下允许产生的工作位移。
超载位移  
各类弹性元件在工作瞬间或试验期间允许超过额定位移的承受能力。在发生超载位移时,弹性元件不应发生损坏、失效、失稳等情况。对于仪表弹性敏感元件,超载位移一般限定在额定位移的125%,工程中使用的波纹管类组件,应根据工程条件和安全程度确定。
弹性特性  
金属波纹管及其它弹性元件在某一指定煮上的位移与作用载荷之间的关系称为弹性特性,而位移和载荷都应存元件材料的弹性范围内波纹管类组件的弹性特性可以用函数方程、表格与曲线图等形式表示。其弹性特性取决于各类弹性元件的结构及加载方式。元件的弹性特性可以是线性的或非线性的,非线性还可分为递增特性和递减特性两种。   
弹性特性是波纹管及其它弹性元件的一个主要性能指标。仪器仪表和测量装置中使用的弹性元件,在设计时一般总是力求使元件的输出量与被测参数(载荷)之间呈线性关系。这样可以采用较简单的传动放大机构实现仪表的等分刻度。 

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