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(yīng)用廣泛,主要用途是作為壓力測(cè)量?jī)x表的測(cè)量元件,將壓力轉(zhuǎn)換成位移或力。波紋管管壁較薄,靈敏度較高,測(cè)量范圍為數(shù)十帕至數(shù)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(shí)在內(nèi)部壓力的作用下沿管子長(zhǎng)度方向伸長(zhǎng),使活動(dòng)端產(chǎn)生與壓力成一定關(guān)系的位移?;顒?dòng)端帶動(dòng)指針即可直接指示壓力的大小。波紋管常常與位移傳感器組合起來(lái)構(gòu)成輸出為電量的壓力傳感器,有時(shí)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(yīng)速度低于波登管。波紋管適于測(cè)量低壓。
使金屬波紋管或其它彈性元件產(chǎn)生單位位移所需要的載荷值稱為元件的剛度,一般用“K”表示。如果元件的彈性特性是非線性的,則剛度不再是常數(shù),而是隨著載荷的增大發(fā)生變化。一般工程用的波紋管類彈性元件,剛度允差可限定在+/-50%之內(nèi)。波紋管的剛度按照載荷及位移性質(zhì)不同,分為軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等。在波紋管的應(yīng)用中,絕大多數(shù)的受力情況是軸向載荷,位移方式為線位移。
自振頻率
在工業(yè)中使用的彈性元件,其工作環(huán)境往往都有一定程度的振動(dòng),有些元件用作隔振部件.本身就處在振動(dòng)條件下。對(duì)于在特殊條件下應(yīng)用的彈性元件,必須防止元件的自振頻率(特別是基頻)與系統(tǒng)中任何一種振動(dòng)源振頻相近,避免發(fā)生共振而引起損壞。波紋管類組件在各種領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,為避免波紋管發(fā)生共振面損壞,波紋管的固有頻率應(yīng)低于系統(tǒng)的振動(dòng)頻率,或至少比系統(tǒng)振頻高出50%。
使用溫度
金屬波紋管類組件的使用溫度范圍很寬,一般都在彈性元件設(shè)計(jì)制造前給出。有些特殊用途的波紋管,內(nèi)腔通過(guò)液氧(-196℃)或更低溫度的液氮,耐壓高達(dá)25MPa 。管網(wǎng)系統(tǒng)連接用的大型波紋膨脹節(jié)(公稱直徑有時(shí)超過(guò)lm ),要求承壓4MPa,耐溫400℃,且有一定的耐腐蝕穩(wěn)定性。彈性元件的溫度適應(yīng)能力取決于所采用彈性材料的耐溫性能。因此根據(jù)彈性元件的使用溫度范圍,選用合適溫度性能參數(shù)的彈性材料,才能加工制造出合格的波紋管類組件。