波纹管

一种横截面为波纹状的圆柱形薄壁壳体
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波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性敏感元件。波纹管在仪器仪表中应用广泛，主要用途是作为压力测量仪表的测量元件，将压力转换成位移或力。波纹管管壁较薄，灵敏度较高，测量范围为数十帕至数十兆帕。[4][1]波纹管结构简单、弹性好、耐压性强、密封性好、变形小，适用范围广。它的开口端固定，密封端处于自由状态，并利用辅助的螺旋弹簧或簧片增加弹性。波纹管常常与位移传感器组合起来构成输出为电量的压力传感器，有时也用作隔离元件。由于波纹管的伸展要求较大的容积变化，因此它的响应速度低于波登管。波纹管适于测量低压。在工业生产中，一般用作管道连接和防震补偿等，例如在液压机械中，波纹管可用于传递液态介质；在汽车制造中，波纹管可以用作排气管的柔性连接部件；在航空航天领域，波纹管可用于火箭发动机的推进管路和燃油管路。[3]

发展历程

最初的波纹管是人们用兽皮缝合成管状的结构，经过相当长的时期，到十七世纪末叶，荷兰的万·德尔盖金兄弟制成了纵向缝合的帆布软管[5]，1885年勒瓦尔（Levavssewr）和威兹曼（Witzenmann）在巴黎附近吕埃尔（Ruevl）地区的戎歇尔（Jonhere）工厂试制成功了“互相连接的金属管”。世界第一次出现了柔性金属管，这种柔性金属管还不是波纹管。但金属材料经特殊加工和几何形状的变化可以成为柔性管的理论与实践，为波纹管的诞生奠定了基础。真正意义上的第一个波纹管是于1900年由美国Badger公司在马萨诸塞州坎布里奇工厂设计制造的。[6]
第一个金属波纹管是在1920年制成，所用材料是钢和托姆巴克（tombac）。这种波纹管（又称膜盒）仍不能用于管道波纹补偿器的制作。直到1952年采用不锈钢材料制作的单层和双层波纹管获得成功，才开始了波纹管式补偿器的发展。1995年美国膨胀节制造商协会（EMJA）成立和1958年该协会技术委员会制定了第一个EMJA标准后，使得世界各工业发达国家的波纹管在波纹管理论研究、生产工艺技术和波纹管试验技术上都有了高速发展。[7]
中国波纹管研制始于20世纪50年代，几乎与日本同时起步，但日本金属波纹管行业很快形成专业化、商品化，而中国金属波纹管的专业化、商品化则进展缓慢，波纹管早期在中国被称为膜盒，做为敏感元件或弹性密封元件最早被用在仪器仪表、特殊阀门和压调器上。[7]