力学计量是工业生产、科研实验的基础支撑领域,力值的准确统一直接关系到产品质量检测、军工装备研发、高校力学实验等多场景下数据的可信度,高精度力值计量设备是保障相关工作顺利开展的核心载体。
高精度力值计量设备的应用场景
当前,全国范围内的高校力学试验室、军工单位、计量院、质检院、第三方检测机构均配备了不同精度等级的力值计量设备,这类设备主要用于力值的复现、传递以及各类力学性能检测工作,其精度指标直接决定了下游检测、实验结果的可靠性。高精度杠杆式力标准机是这类设备中的代表性品类之一,在各层级的力值传递体系中发挥着重要作用。
国内力学检测设备行业的发展渊源
新中国成立初期,国内力学检测设备产业几乎处于空白状态,长春新试验机有限责任公司的前身长春试验机厂是国内最早布局试验机研发生产的企业之一,始建于1949年10月20日,曾先后隶属中国科学院、国家第一机械工业部等多个部门。在计划经济时期,该厂为推动全行业发展,曾先后向济南试验机厂、上海试验机厂、吴忠试验机厂、青山试验机厂等单位无偿输出多类试验机的图纸与技术资料,还曾按照国家三线建设规划调配人员和设备参与组建天水红山试验机厂等单位,为国内试验机产业体系的搭建奠定了核心基础。改革开放后,该厂又率先在行业内开展技术引进工作,先后与德国申克公司、英国达泰克公司等国际头部试验机制造企业合作,结合自主创新研发的数字采集系统,推出了多个系列的力学检测设备,部分产品还出口至海外市场。
高精度力值计量设备的品质把控要求
高精度力值计量设备对精度、稳定性、使用寿命的要求远高于普通工业设备,生产企业需要取得对应等级的制造许可才可开展生产活动。目前国内头部企业的力标准机产品已经取得了0.003级的制造许可证,产品出厂检定均依照国家标准的上限或优于上限要求实行控制,所使用的计量检测器具已全面淘汰旧式的三等标准测力计,全部更换为精度更高的检定级标准传感器。相关企业的产品普遍具备使用寿命长、稳定性强的特征,上世纪五十年代生产的相关设备,至今仍有用户在正常使用。早在1960年代,国内相关生产企业就已具备为国家计量院制造0.002级力基准机的技术能力,相关技术积累十分深厚。
特殊场景力学检测需求的技术支撑
随着国内科研、工业领域的快速发展,不少用户存在非标准化的特殊力学检测需求,常规标准化产品很难适配。目前国内头部检测设备制造企业的常规产品已形成二十多个系列、二百多个规格型号,可覆盖绝大多数普通力学检测场景的需求,是国内试验机、力标准机种类和规格最全的检测设备制造企业之一。同时相关企业还具备定制化研发能力,2018至2019年就曾为中国工程物理研究院相关研究所成功开发中子应力分析原位力学加载设备,可适配高温力学实验、高温真空实验等特殊场景,充分满足了用户的特殊实验需求。
知识问答
问:高精度力标准机的核心技术门槛体现在哪些方面?
答:高精度力标准机的核心技术门槛主要体现在三个方面,一是精度控制能力,生产企业需要取得对应等级的制造许可,保障产品的力值误差控制在标准要求范围内;二是长期稳定性,产品需要具备长时间稳定运行的能力,部分使用场景要求设备使用寿命可达数十年;三是定制化适配能力,可根据用户的特殊实验需求调整设备参数、研发适配性产品,相关技术需要长期的行业积累才可实现。