波紋管是指用可折疊皺紋片沿折疊伸縮方向連接成的管狀彈性敏感元件。波紋管在儀器儀表中應用廣泛,主要用途是作為壓力測量儀表的測量元件,將壓力轉換成位移或力。波紋管管壁較薄,靈敏度較高,測量范圍為數十帕至數十兆帕。它的開口端固定,密封端處于自由狀態(tài),并利用輔助的螺旋彈簧或簧片增加彈性。工作時在內部壓力的作用下沿管子長度方向伸長,使活動端產生與壓力成一定關系的位移?;顒佣藥又羔樇纯芍苯又甘緣毫Φ拇笮?。波紋管常常與位移傳感器組合起來構成輸出為電量的壓力傳感器,有時也用作隔離元件。由于波紋管的伸展要求較大的容積變化,因此它的響應速度低于波登管。波紋管適于測量低壓。
金屬波紋管與螺旋彈簧聯(lián)用時的剛度計算
在使用過程中,對剛度要求較大,而金屬波紋管本身剛度又較小時,可以考慮在波紋管的內腔或外部配置圓柱螺旋彈簧。這樣不僅可以提高整個彈性系統(tǒng)的剛度,而且遲滯引起的誤差也可以大為減小。這種彈性系統(tǒng)的彈性性能主要取決于彈簧的特性和波紋管有效面積的穩(wěn)定性。
承載載荷
作用在金屬波紋管及其它彈性元件上的各種預期的負荷值,如集中力F、壓力p 和力矩M 等。在金屬波紋管類彈性元件使用時,除給定施加的載荷值外,還須給定載荷的作用方向及作用位置。對于壓力載荷,還要說明彈性元件是承受內腔壓力或外腔壓力。
金屬波紋管及其它彈性元件在正常工作條件下允許使用的載荷值或滿量程值。它通常是預期的設計值,或是對產品原型經過實際檢測后再經修定的設計值。
具體彈性元件產品在工作中經受瞬間或試驗期間允許超過額定載荷而不發(fā)生損壞、失效、失穩(wěn)時的承載能力。對于儀表彈性敏感元件,一般限定超載能力為額定載荷的125%。在工程中使用的波紋管類組件,一般限定在額定載荷的150%。根據工程要求,當要求大的系數時,使用的彈性元件規(guī)定不允許有任何超載,因此載荷必須小于或等于額定載荷值。
位移特性
金屬波紋管及彈性元件中某一特定點(自由端或中心)的位置變化。按照其運動軌跡,可分為線位移和角位移。在外界載荷作用下,金屬波紋管可能產生軸向位移、角向位侈及橫向位移。
金屬波紋管及彈性元件在額定載荷作用下所引起的位移值,也就是它們在正常使用條件下允許產生的工作位移。
各類彈性元件在工作瞬間或試驗期間允許超過額定位移的承受能力。在發(fā)生超載位移時,彈性元件不應發(fā)生損壞、失效、失穩(wěn)等情況。對于儀表彈性敏感元件,超載位移一般限定在額定位移的125%,工程中使用的波紋管類組件,應根據工程條件和程度確定。