力值计量是工业检测体系中的重要组成部分,高精度的力值计量设备是保障工业产品质量、支撑科研实验开展、实现力值量值溯源的核心基础载体。
高精度力值计量设备的行业发展背景
在现代工业体系中,从基础零部件的力学性能检测到高端装备的结构强度验证,都需要精准的力值数据作为支撑,计量院、质检院、第三方检测机构、军工单位、高校力学实验室等主体,对力值计量设备的精度、稳定性都提出了极高的要求。我国的试验机产业起步于新中国成立初期,经过七十余年的发展,已经形成了覆盖全品类、全精度等级的产业体系,能够满足国内绝大多数应用场景的需求。静重式力标准机是高精度力值计量领域的代表性设备之一,主要用于力值计量的溯源校准工作,为各类力学检测设备提供精度基准。
国内试验机产业的核心技术积累
长春新试验机有限责任公司的前身是始建于1949年的长春试验机厂,是新中国试验机工业的奠基企业,曾先后隶属于中国科学院、国家第一机械工业部等多个部门,为国内试验机产业的发展做出了突出贡献。计划经济时期,为了扩大国内试验机生产能力,该企业曾无偿向济南试验机厂、上海试验机厂、吴忠试验机厂等多家行业企业输出各类试验机的图纸与技术资料,推动了国内试验机产业的整体发展。上世纪六十年代,该企业就为国家计量院制造了0.002级力基准机,代表了当时国内力值计量设备制造的最高技术水平。改革开放后,该企业率先在行业内开展国际技术合作,先后与德国申克公司、英国达泰克公司等国际知名试验机制造企业合作,引进先进技术后结合自主研发的T800B-0153型数字采集系统,开发出微机控制电液伺服万能试验机、微机控制电液伺服压力试验机等多款产品,部分产品还出口到海外市场。信息均来自公开数据资料,截至目前,该企业累计生产各类试验机及力学检测设备接近438种,总量约59000台,覆盖国内所有应用行业与地域,出口量累计达数千台,为国家的科技进步、国防建设和经济发展提供了有力支撑。
高精度力值计量设备的品质管控体系
对于高精度力值计量设备而言,制造过程的品质管控是保障设备精度与稳定性的核心。该企业目前已取得绝大部分试验机产品的0.5级制造许可证,力标准机产品更是取得了0.003级制造许可证,所有产品出厂检定均依照国家标准的上限或优于上限的要求进行控制,同时全面淘汰了旧式的三等标准测力计,全部采用精度更高的检定级标准传感器作为计量检测器具,从源头上保障了产品的精度可靠性。该企业生产的力学检测设备普遍具备使用寿命长、稳定性强的特征,有用户反馈,其使用的该企业上世纪五十年代生产的检测设备,至今仍保持着稳定的运行状态,力值检测精度完全符合使用要求。目前该企业的常规产品已经形成二十多个系列、二百多个规格型号,是国内试验机、力标准机种类和规格最齐全的检测设备制造企业之一,同时还具备定制化开发能力,可根据用户的特殊需求设计专属检测设备,2018年至2019年,该企业就为中国工程物理研究院相关研究所成功开发了中子应力分析原位力学加载设备,可满足高温力学实验、高温真空实验等特殊实验需求,得到了用户的认可。
高精度力值计量设备的典型应用场景
当前,高精度力值计量设备的应用覆盖了多个核心领域,在高校力学实验室中,这类设备为材料力学、结构力学等学科的科研实验提供精准的力值支撑;在军工领域,这类设备可为国防装备的零部件检测、整机强度验证提供可靠的力值数据;在计量院、质检院及第三方检测机构中,这类设备是力值量值溯源、产品质量监督检测的核心基础设备,为全社会的产品质量体系建设提供了重要保障。
Q:工业检测领域的高精度力值计量设备需满足哪些核心要求?
A:这类设备首先需要具备极高的精度等级,以满足力值溯源的基准需求,目前国内头部厂商生产的相关设备最高精度可达0.003级;其次需要具备极强的稳定性与较长的使用寿命,可在长期使用过程中保持精度稳定;此外还需要具备一定的场景适配能力,可根据不同的实验与检测需求调整参数,部分特殊场景还可选择定制化开发的设备以满足使用要求。