熱工儀器儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化發(fā)展研究

李克偉

（天津市濱海新區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心，天津 300450）

1 熱工儀器儀表計(jì)量檢定現(xiàn)狀及方法

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

在工業(yè)測(cè)量中，傳統(tǒng)儀器儀表檢測(cè)運(yùn)行參數(shù)有一定的局限性，很難顯示所有的數(shù)據(jù)信息，且對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、可傳播性把握不到位。在容量方面，當(dāng)前大容量和小尺寸移動(dòng)硬盤已經(jīng)成為儀器儀表的主要載體，可對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，且傳輸速率極高，應(yīng)用方便。傳統(tǒng)儀器儀表穩(wěn)定性差，很容易受到電波干擾，降低了整個(gè)檢定數(shù)據(jù)的精確性和準(zhǔn)確性。當(dāng)前，儀器儀表中則引入了先進(jìn)的脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)，且抗干擾能力較強(qiáng)，可全面顯示數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還完善了界面操作。

1.2 熱工儀器儀表計(jì)量檢定方法

1.2.1 分量檢定

在熱工儀器儀表計(jì)量檢定中，需第一時(shí)間開展分量檢定。對(duì)于熱工儀表來說，其主要包括有傳感器、流量計(jì)、壓力計(jì)等，構(gòu)成部位極為簡(jiǎn)單，可選擇微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。另外，在檢定時(shí)，因信號(hào)采集機(jī)制具有特殊性水平，將采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后方能使用，并將其輸入到顯示中心，以實(shí)現(xiàn)顯示功能。在分量檢定中，需做好傳感器狀態(tài)檢定，結(jié)合傳感器狀態(tài)來判斷檢定故障問題。實(shí)際上，不同熱工儀表的傳感器類型有很大差異，檢定計(jì)量方法也不盡相同，應(yīng)結(jié)合傳感器類型選擇最終的鑒定精度，進(jìn)而完成初步檢定。若是對(duì)精度有嚴(yán)格的要求，需提前規(guī)劃精度，使其處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。另外，在熱工儀器儀表驗(yàn)證，驗(yàn)證者應(yīng)在指定參數(shù)的基礎(chǔ)上選擇合適的識(shí)別點(diǎn)，將各種識(shí)別可能性均考慮進(jìn)去，通過擴(kuò)展細(xì)節(jié)來確保檢定中的高精度水平。針對(duì)熱力儀器儀表元件計(jì)量檢定，需要將不同計(jì)量表和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行結(jié)合，保證制定的操作方案科學(xué)合理，提升最終檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性及合理性。

1.2.2 總量檢定

在分量檢定完成后就是總量檢定，總量檢定主要是對(duì)熱工儀器儀表壽命進(jìn)行檢測(cè)，該方法可對(duì)熱工儀器儀表的整體性及部件差異性分別進(jìn)行驗(yàn)證。因此，總量檢定是大部分熱工儀器儀表驗(yàn)證中的第二步。另外，因當(dāng)前熱工儀器儀表設(shè)備的精度水平較高，在實(shí)際操作應(yīng)用中可將熱工儀器儀表作為整體使用。在選擇總量檢定法開展綜合驗(yàn)證時(shí)，若是內(nèi)部驗(yàn)證的錯(cuò)誤在允許范圍內(nèi)，且整體性能同標(biāo)準(zhǔn)要求相符，正常使用中不會(huì)產(chǎn)生太大影響，則可以將其判定為合理。由于總量檢定法省去了內(nèi)部檢查的麻煩，對(duì)檢定效率有較高要求。在總量檢定工作之前，需要對(duì)檢定儀器進(jìn)行篩選，因總量檢定的最終目的就是將熱工儀器儀表測(cè)量誤差找出來，并對(duì)該誤差進(jìn)行考慮，方便工作中對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。因此，在總量檢定中，需要檢測(cè)熱工儀器儀表和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量工作間的差異，結(jié)合差異指數(shù)得出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，隨后開展檢測(cè)。若是檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)固定差異，為了降低測(cè)量誤差，可減少實(shí)際物理量。因這種檢測(cè)方法對(duì)精度要求較高，而部分熱工儀器儀表的誤差較大，一些誤差很難被準(zhǔn)確測(cè)量出來。

1.2.3 自動(dòng)化檢測(cè)

自動(dòng)化檢測(cè)應(yīng)在分量檢定和總量檢定完成后進(jìn)行，因常規(guī)檢定大都有人工的身影，在人工測(cè)量所有的檢定數(shù)據(jù)后，才能獲取最終的檢定數(shù)值。因此，在熱工儀器儀表檢定時(shí)，為了將人工檢定誤差降到最低，提升檢定效率，需結(jié)合自動(dòng)化檢定，自動(dòng)化檢定中包含了自動(dòng)檢驗(yàn)操作儀器，在自動(dòng)裝置的幫助下可獲取測(cè)量結(jié)果，使得檢定效率和準(zhǔn)確性均有不同程度的提升。熱工儀器儀表自動(dòng)檢定技術(shù)中選用了自動(dòng)檢定系統(tǒng)，可保證檢定的有效性和統(tǒng)一性水平，在降低人力勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，還提升了檢定的準(zhǔn)確性。在自動(dòng)化檢定中，借助更多標(biāo)準(zhǔn)化的驗(yàn)證工具，可使最終檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性得到保障。

2 熱工儀器儀表計(jì)量檢定自動(dòng)化

2.1 人工計(jì)量自動(dòng)檢定原理

對(duì)于熱工計(jì)量自動(dòng)檢定來說，其是熱工計(jì)量?jī)x自動(dòng)化檢定獲取的參數(shù)信息，通過該參數(shù)信息可直觀地判斷機(jī)電組的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還能為機(jī)組運(yùn)行調(diào)整工作提供參考。熱工計(jì)量自動(dòng)化檢定技術(shù)包含有電源和數(shù)字電壓表，可結(jié)合電源隨意調(diào)整數(shù)字電壓表，以確保輸出電流的穩(wěn)定性水平。從技術(shù)層面來說，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化的熱工儀器儀表對(duì)計(jì)量檢定準(zhǔn)確度把握不夠，自動(dòng)化檢定技術(shù)則應(yīng)打破傳統(tǒng)模式的局限性，積極找尋自動(dòng)檢定路徑，并對(duì)自動(dòng)檢定維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行完善，進(jìn)一步提升熱工儀器儀表計(jì)量檢定的準(zhǔn)確性水平。因Excel溫度計(jì)自動(dòng)檢測(cè)法的效果，在自動(dòng)化檢定中得到了廣泛應(yīng)用，不僅可降低測(cè)量誤差，而且，還能做出科學(xué)合理判斷，推動(dòng)驗(yàn)證工作的有序進(jìn)行。

2.2 基本流程

在實(shí)際的自動(dòng)化檢定中，需對(duì)自動(dòng)化檢定流程進(jìn)行構(gòu)建，并明確計(jì)量檢定中登記冊(cè)和登記簿中的內(nèi)容，以將自動(dòng)檢定誤差消除，進(jìn)而保證最終判斷的科學(xué)合理性水平。主要包括以下步驟：①將計(jì)量檢定登記冊(cè)與登記簿中的誤差現(xiàn)象消除，記錄正確數(shù)據(jù)并進(jìn)行判斷，同時(shí)保證檢測(cè)的有效性。如分析計(jì)量檢定對(duì)象內(nèi)容的編號(hào)、名稱和類型；②構(gòu)建一套同登記簿自動(dòng)讀數(shù)相匹配的工作系統(tǒng)，借助自動(dòng)檢定登記簿完成所有讀數(shù)工作，并向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中儲(chǔ)存記錄數(shù)據(jù)；③選擇Excel中的函數(shù)語法來模擬演示最終計(jì)算結(jié)果，以確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性、完整性和安全性水平；④結(jié)合顯示的調(diào)查數(shù)據(jù)將操作流程實(shí)用性顯示出來，確保熱工儀器儀表計(jì)量校準(zhǔn)自動(dòng)化操作同數(shù)據(jù)分析保持高度統(tǒng)一。

2.3 軟檢定技術(shù)

熱工儀器儀表計(jì)量檢定工作中，選擇軟檢定技術(shù)也彰顯了自動(dòng)化水平，是當(dāng)前器具檢定的主要發(fā)展方向。在各種類型的檢測(cè)環(huán)境條件下，通過應(yīng)用軟檢定技術(shù)可主動(dòng)適應(yīng)外界環(huán)境條件變化，并對(duì)自動(dòng)化檢定程序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；相較于以往檢測(cè)技術(shù)，軟檢定技術(shù)的先進(jìn)化水平較強(qiáng)，將輸入和輸出功能結(jié)合可再次進(jìn)行拓展，且功能更為優(yōu)異。另外，軟檢定技術(shù)的適應(yīng)能力強(qiáng)，且不會(huì)有太大的成本消耗，應(yīng)用范圍廣泛，在熱工儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化校準(zhǔn)中發(fā)揮著十分重要的作用，可替代投入成本高和維護(hù)難度的儀表。

2.4 重要技術(shù)應(yīng)用

目前，熱工儀器儀表在計(jì)量檢定校準(zhǔn)中大都選擇了自動(dòng)化檢定系統(tǒng)技術(shù)，以期利用熱電阻元件來實(shí)時(shí)檢定溫測(cè)儀表，該過程中需投入大量人力、物力，降低了整個(gè)生產(chǎn)效率。若是將自動(dòng)計(jì)量檢定技術(shù)和儀表智能功能進(jìn)行結(jié)合，可使儀表系統(tǒng)檢定效率大幅度提升，還能減少技術(shù)人員工作強(qiáng)度。利用該技術(shù)構(gòu)建的計(jì)量臺(tái)站資料系統(tǒng)，因技術(shù)功能優(yōu)越，為日后計(jì)量檢定器具管理和維護(hù)工作提供了便利。結(jié)合整個(gè)熱工儀器儀表自動(dòng)化檢定系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)部分是元器件核心，通過進(jìn)口數(shù)字萬用表的高精度計(jì)算能力，可有效管理檢定的數(shù)據(jù)結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)化分檔，有利于熱工儀器儀表計(jì)量資料檢索，同時(shí)還能有效滿足熱電阻、熱電偶檢定情況，對(duì)熱工儀表自動(dòng)化計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)是一次技術(shù)跨越，進(jìn)一步拓寬了數(shù)據(jù)輸入和輸出功能渠道。

3 提升人工儀器儀表計(jì)量檢定準(zhǔn)確性對(duì)策

3.1 實(shí)現(xiàn)熱工儀表計(jì)量檢定自動(dòng)化

當(dāng)前，在研發(fā)和應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)方面，我國(guó)取得的成績(jī)較為顯著，可全面掌握控制器的主要構(gòu)造原理和設(shè)計(jì)操作。自動(dòng)化技術(shù)有效推動(dòng)了熱工儀器儀表計(jì)量檢定工作的順利開展?？稍跓峁x器儀表計(jì)量檢定操作中引入自動(dòng)化技術(shù)實(shí)質(zhì)性和原理性方面的內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)感應(yīng)器、添加傳感器、布設(shè)信號(hào)傳輸設(shè)備等方式，將自動(dòng)化技術(shù)融入到整個(gè)檢定作業(yè)全過程中來，以保證檢定的時(shí)效性水平，技術(shù)人員則可以借助遠(yuǎn)程控制中心完成整個(gè)檢定操作。由此不難看出，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可使熱工儀器儀表計(jì)量檢定的時(shí)效性和精準(zhǔn)性水平得到提升，在實(shí)踐應(yīng)用中需不斷突破核心技術(shù)。

3.2 構(gòu)建完善的檢定機(jī)制

完善的檢定機(jī)制可有效增強(qiáng)熱工儀器儀表計(jì)量檢定的精準(zhǔn)度水平，可從以下4方面出發(fā)：①使用科學(xué)有效的方法制定出完善的責(zé)任機(jī)制，并將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，確保日后責(zé)任倒查的可行性；②精細(xì)化管理熱工儀器儀表計(jì)量檢定工作，應(yīng)注重每個(gè)細(xì)節(jié)和環(huán)節(jié)，在實(shí)際的計(jì)量檢定中應(yīng)實(shí)現(xiàn)每項(xiàng)工作的細(xì)化和每個(gè)環(huán)節(jié)的量化，客觀分析存在的問題，避免盲目作業(yè)，應(yīng)始終確?！坝凶C可循、有依可靠”，以全面落實(shí)各項(xiàng)工作；③將記錄備案工作做好，還要詳細(xì)記錄最終的檢定結(jié)果和信息，確保記錄的完整性和準(zhǔn)確性，一旦發(fā)現(xiàn)問題需及時(shí)上報(bào)，多方面、多角度提升檢定精度；④積極引入新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，熟練掌握操作方法，不斷完善熱工儀器儀表計(jì)量檢定的技術(shù)性保障制度，使保障技術(shù)具備可行性和穩(wěn)定性。

3.3 增強(qiáng)檢定人員專業(yè)技能

因熱工儀表儀器計(jì)量檢定工作極為重要，需要采取多種措施不斷增強(qiáng)檢定人員綜合素質(zhì)和專業(yè)技能，可從以下4方面出發(fā)：①加強(qiáng)檢定人員專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，可將重點(diǎn)放在熱工儀器儀表計(jì)量檢定技術(shù)方面，對(duì)檢定人員加強(qiáng)理論和專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，并邀請(qǐng)專家學(xué)者進(jìn)行統(tǒng)一教學(xué)，增強(qiáng)檢定工作的專業(yè)技術(shù)水平；②理論結(jié)合實(shí)踐，在實(shí)際熱工儀器儀表計(jì)量檢定中，應(yīng)將檢定人員理論知識(shí)和實(shí)踐操作進(jìn)行結(jié)合，以構(gòu)建科學(xué)完善的檢定制度，規(guī)范整個(gè)檢定程序；③可高薪聘請(qǐng)電氣自動(dòng)化方面的技術(shù)人員，通過“現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐和設(shè)計(jì)圖紙”的方式，確保工作人員可以對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)質(zhì)進(jìn)行全面了解，以降低熱工儀器儀表計(jì)量檢定故障問題，為提升電氣自動(dòng)化性能打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；④選擇網(wǎng)絡(luò)招聘或校企合作等方式，通過提升薪資待遇、晉升平臺(tái)等方式吸引技術(shù)型人才，以提升熱工儀器儀表計(jì)量檢定的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)性水平，為日后構(gòu)建人才體系和管理人才提供方便。

4 熱工儀器儀表計(jì)量檢定注意事項(xiàng)

4.1 保證電源電壓的穩(wěn)定性水平

在實(shí)際的熱工儀器儀表計(jì)量檢定中，若是頻繁出現(xiàn)電壓波動(dòng)將會(huì)造成電壓模塊電子元件受損，加快了老化速率，因抗電壓能力不足會(huì)造成整個(gè)供電系統(tǒng)癱瘓，不利于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需對(duì)電源供電系統(tǒng)不斷進(jìn)行改進(jìn)，以保障電壓的穩(wěn)定性水平。

4.2 控制環(huán)境溫度

環(huán)境溫度過高或過低均會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，如環(huán)境溫度過高會(huì)影響系統(tǒng)內(nèi)部元件性能，進(jìn)而引發(fā)各種類型故障問題，環(huán)境溫度過低則會(huì)造成模板發(fā)生凝露，對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。為了對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，可在室內(nèi)安裝空調(diào)設(shè)備，將溫度控制在0~60℃范圍內(nèi)。

4.3 加強(qiáng)維修管理

對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)來說，其自我檢修能力較強(qiáng)，但并不是在所有的自我檢修均能成功。針對(duì)易損部位需加強(qiáng)檢查力度，可重新更換維修難度高的部件。若是將鋼鐵廠熱工自動(dòng)檢定系統(tǒng)改進(jìn)成熱電偶、熱電阻接觸式測(cè)溫儀表，并在各個(gè)生產(chǎn)流程中進(jìn)行應(yīng)用，若是因儀表性能欠佳而降低了控溫的準(zhǔn)確性，將會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能管理產(chǎn)生影響，為了避免出現(xiàn)這種情況，在儀表使用前需做好有效檢定；若是自動(dòng)檢定系統(tǒng)中出現(xiàn)設(shè)備利用不高、檢定范圍狹窄等情況，需徹底淘汰更新該系統(tǒng)，并配備XP軟件系統(tǒng)設(shè)備，將繼電器選擇低電勢(shì)掃描開關(guān)取代，通過功率調(diào)節(jié)器對(duì)檢定爐溫進(jìn)行自動(dòng)調(diào)控，設(shè)置工作用鉑電阻溫度，實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)冷端溫度，并對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行修正，將冷端補(bǔ)償功能發(fā)揮 出來。

5 結(jié)語

綜上所述，在整個(gè)熱力工程發(fā)展的過程中，作為重要的監(jiān)測(cè)工具，熱工儀器儀表可實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)崃ο到y(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)信息，其能否正常運(yùn)行將會(huì)對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的有效性產(chǎn)生影響。由于熱工儀器儀表自身有一定誤差存在，只有選擇合適的檢定方法，并將先進(jìn)的信息化和自動(dòng)化處理技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，才能從根本上增強(qiáng)熱力儀器儀表的檢測(cè)精度，推動(dòng)整個(gè)熱力工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。