確保操作人員安全是高壓測量非常重要的一環(huán)，所以在執(zhí)行高壓校準(zhǔn)時(shí)，既要保證測量品質(zhì)也要保障操作人員的安全。那多大的壓力才算是高壓呢？其實(shí)高壓是相對的，就比如某個(gè)壓力，在這個(gè)應(yīng)用上是高壓，但在其他應(yīng)用上就是正常的壓力范圍。在本文中，我們將20MPa以上的壓力定義為高壓。

要了解高壓校準(zhǔn)的復(fù)雜性，首先需要了解涉及到的物理現(xiàn)象和系統(tǒng)工作方式。理想氣體定律雖然也存在一定的局限性，但許多氣體在不同工況條件下的行為可以用它來解釋。理想氣體定律描述了影響封閉系統(tǒng)中壓力的變量，具體來說：PV=nRT

其中P為壓力，V為體積，n為氣體物質(zhì)的量，R為摩爾氣體常數(shù)，T為溫度

從氣體理想定律中可知壓力與體積、氣體物質(zhì)的量和溫度有關(guān)，壓力與體積成反比關(guān)系，壓力與物質(zhì)的量和溫度成正比關(guān)系。從以上關(guān)系中可以發(fā)現(xiàn)，要改變系統(tǒng)中壓力，可以從三個(gè)方面考慮：

1、改變體積：壓力比較儀或者活塞；

2、改變系統(tǒng)中物質(zhì)的量：這就是大多數(shù)氣體壓力控制器的工作方式，額外的氣體進(jìn)入或者派駐系統(tǒng)，以增加或降低壓力；

3、改變溫度：這是一種很少使用的方法，但可用于將壓力穩(wěn)定在給定的設(shè)定點(diǎn)。

理想氣體定律也可用于理解壓力不穩(wěn)定。壓力變化與三個(gè)變量中的一個(gè)或多個(gè)保持一致：體積變化（壓力管線的膨脹或收縮）；物質(zhì)的量的變化（泄露）；溫度變化（當(dāng)流體溫度冷卻時(shí)，壓力隨之降低）。

粘度是流體抵抗運(yùn)動或流動的特性，從理論上講，測量靜壓時(shí)，介質(zhì)應(yīng)為靜態(tài)介質(zhì)，粘度不產(chǎn)生顯著影響。在高壓下工作時(shí)，如果使用粘性介質(zhì)（如某些機(jī)油），可能會導(dǎo)致壓力穩(wěn)定時(shí)間過長。當(dāng)在不同溫度下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)榻橘|(zhì)粘度隨溫度變化而變化。

壓縮性是流體的特性，它決定施加壓力時(shí)其體積將發(fā)生多大的變化。由理想氣體定律可知系統(tǒng)壓力和體積高度相關(guān)，壓力隨體積變化而變化的程度由流體的可壓縮性定義。氣體是可壓縮的，如果系統(tǒng)的體積發(fā)生變化，壓力不會隨之發(fā)生顯著變化；液體是不可壓縮的，減小系統(tǒng)體積將顯著增加壓力。這就是為什么液體比氣體更容易產(chǎn)生高壓。

在壓力標(biāo)定校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)使用什么介質(zhì)？對于較低壓力，尤其是低于7MPa壓力，氣體介質(zhì)是最常見的，壓力相對容易產(chǎn)生，氣體清潔，消除了較大的壓頭壓力誤差；對于100MPa以上的壓力，使用氣體介質(zhì)的設(shè)備選擇很少，產(chǎn)生壓力變得困難，應(yīng)使用液體介質(zhì)；在兩者之間的壓力怎么選擇呢？在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中，氣體介質(zhì)通常壓力高達(dá)（或高于）14MPa的情況下使用，其中氮?dú)馄侩S時(shí)可用，近年來，隨著高壓氣瓶或增壓至更高氣體壓力的方法變得可用，氣體和液體介質(zhì)選擇之間的斷點(diǎn)持續(xù)上升。使用氣體代替液體的優(yōu)點(diǎn)包括減少污染被測設(shè)備（DUT）的機(jī)會、由于粘度較低穩(wěn)定性時(shí)間延長、減少壓頭壓力誤差；但氣體也由自己的缺點(diǎn)，因?yàn)楦邏簹怏w具有更多的壓縮能量，一旦發(fā)生過壓時(shí)間，則非常危險(xiǎn)。

要正確測量壓力，壓力需足夠穩(wěn)定。但是在高壓情況下，這會比較難，因?yàn)轶w積變化（壓力管道的膨脹和收縮）、泄露和溫度影響，壓力將不穩(wěn)定。其中最大的挑戰(zhàn)是溫度效應(yīng)，隨著系統(tǒng)中壓力的增加，流體的溫度也隨之升高，當(dāng)壓力不再升高，溫度將降低直至到達(dá)平衡，隨著溫度的降低壓力也隨之降低，即使不存在泄露，壓力下降看起來也可能是泄露。泄露導(dǎo)致的壓力降低將繼續(xù)降低，而不會減慢，如果有足夠的時(shí)間穩(wěn)定下來，由溫度引起的壓力下降最終會得到解決。如何克服溫度效應(yīng)呢？

使用活塞式壓力計(jì)，浮動活塞起到天然調(diào)節(jié)器的作用，以保持穩(wěn)定的壓力，隨著溫度降低，活塞下沉，而從改變系統(tǒng)的體積，只要活塞浮起并轉(zhuǎn)動起來，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，壓力保持穩(wěn)定；

使用壓力控制器，自動壓力控制器主動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中物質(zhì)的量或者改變系統(tǒng)中的題解來抵消溫度效應(yīng)；

使用壓力比較器或類似于手動裝置，這設(shè)備溫度效應(yīng)最明顯，因?yàn)闆]有什么可以抵消它們。對于不存在滯后問題的應(yīng)用，增加壓力超過設(shè)定值，然后降低壓力，這將平衡溫度影響，使設(shè)備更快穩(wěn)定，如果這不可行，那么可能需要延長穩(wěn)定時(shí)間。

此外，在執(zhí)行高壓校準(zhǔn)時(shí)首先需要考慮的時(shí)安全性，包括：

?適當(dāng)?shù)膫€(gè)人防護(hù)用品（PPE），如使用安全眼鏡；

?選擇合適設(shè)備，所有壓力設(shè)備（包括配件、管道、閥門和儀表）的最大額定工作壓力滿足要求；