熱工計量的自動檢定技術發展分析

黃思航

摘 要：熱工計量的自動檢定結果是決定企業機電組能否正常運行的重要依據，大型機組在核算經濟性和穩定性的數據來源均為熱工計量儀的檢測結果。儀表的技術經過了從簡單到復雜的演變發展，從最開始只能簡單測量工藝參數、只顯示數據到如今儀表可以反映數據變化趨向并聯網分析，儀器的功能和作用已經發生了巨大變革。熱工計量儀在企業的各生產部門中被廣泛應用，它能準確地測量儀器的溫度狀況，為部門實時監測溫度變化提供可靠數據。從目前來看，熱工計量儀具有很強的發展潛力，主要體現在軟檢定技術中，用熱工計量儀檢測出可以確定的數據，從而推斷出無法檢測的數據將成為未來儀器溫控的發展趨勢。

關鍵詞：熱工計量；自動檢定技術；概述；原理；應用；發展

中圖分類號：U415.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）20-0025-02

隨著我國科技水平和民眾生活質量的顯著提高，熱工自動化技術也因此得到了快速的發展，取得了很高的成就，對企業生產起到了非常重要的作用。以目前的形勢來看，我國的能源供應愈趨緊張，國民生活也因此遭受了不小的負面影響。現在，如何節省能源消耗、提高能源利用率成為了亟待解決的問題。我國的發電機組已經實現了向大容量、高參數單元機組邁進的目標，但為了適應更新、更高的要求，就需要實現電氣運行自動化，因此對熱工自動控制系統也提出了更高的要求。目前，熱工計量自動檢定技術已經被廣泛應用于電廠運行當中，它的發展前景也已經被廣泛認可。

1 儀器儀表技術的發展概述

儀表一直是人類生產生活中常常會運用到的工具，早期的儀表僅僅只能測量出比較粗略的參數（如物理課常見的電阻表、電壓表等），而且數據不具有時效性，稍不留神就無法記錄下準確數據。不僅如此，由于過去通訊技術不夠發達，儀表記錄下來的數據不能及時傳遞到較遠的地方，如此一來就不利于實時監測，也就無法及時處理問題。隨著計算機和互聯網技術的發展，現代儀表不僅能夠準確、詳細地顯示任何時間的數據，而且可以通過互聯網技術將數據迅速傳遞到控制中心或任何需要的機構[1]。目前，儀表儲存數據的主要載體是內存卡或U盤，在科技飛速進步的今天，一枚容量在64G的內存卡或U盤的售價僅百元左右，而其可存儲的數據總量卻達到了將近6.4×字節（1個阿拉伯數字只占用1字節。因算法不同，標注64G空間的儲存介質實際空間僅有58G左右），也就是說，從開始使用以來的所有記錄數據都可以保存下來，并且內存卡或U盤小巧輕便，易于攜帶。以往的儀器儀表不能有效對抗電流干擾，穩定性較差，而現在的電子儀表采用了脈寬調制技術后，已經具備了極強的抗干擾能力。

2 熱工計量的自動檢定技術原理

熱工計量自動檢測的原理是將測量現場的多個物理量（壓力、溫度、水位等）轉換為測量儀器能夠接收并顯示的電子信號，為接下來的自動控制系統提供相關參數[2]。自動檢定的熱工計量參數可以作為監測電機組工作是否正常的重要依據，也是電機組工作人員分析事故、核算成本的數據來源。熱工計量的自動檢定系統有兩個組成部分：可調節電源；數字電壓表，這兩部分各設有專用插座已提供單獨的電力輸出。經測量產生的訊號通過各開關進入到采樣數表，數表將收集到的數據排列、分析、整合好之后，通過專用纜線或無線的方式傳送到計算機終端，計算機按照既定程序，結合收集到的數據，控制調功器的輸出功率，最終保證監控目標在規定的范圍內進行升溫變化，以確保檢定工作能夠順利開展，并將檢定過程的所有參數都顯示出來，可以打印或者保存在電腦中以便后期查閱。

具體工作原理，如圖1所示。

可以看出，被測信號是從多路開關進入到采樣數表這一步驟的，數表通常將采樣值用通信電纜傳遞到遠端的計算機，計算機在程序要求的基礎上，用主機箱限制調功器的輸出功率，從而保證檢定爐或油槽等被控制的對象能夠在規定范圍內進行升溫變化[3]，最終保證檢定工作能夠順利開展下去。

以ZRJ-03型熱工自動檢定系統為例，這是一款來自山東省的熱工計量儀，如圖2所示。

它可以有效測量熱電偶和熱電阻的溫度，這一系統在進行自動檢定熱電偶的過程中，會將標準的熱電偶和需要檢測溫度的熱電偶按照相關規定放入到檢定爐中。只要將電路連接好并接通電源，就可以對熱電偶進行檢定。檢定熱電偶時，若當前溫度為0 ℃，就應將熱電阻放到水槽中，水槽內放置冰和水的混合物；如果當前溫度為100 ℃，就應將熱電阻放置到標準水槽或者油槽中。通電前要對相關部件和結構再次檢查一遍，按照相關要求排查問題，然后就可以將線路連接起來并通電，同時啟動計算系統。等到檢定完成，該系統會將檢測結果數據打印出來或呈現在顯示屏上。無論檢定結果中熱電偶是否合格，都會非常直觀的被反映在打印結果或計算機屏幕上，以通知的方式呈現在檢測人員眼前，檢測人員也就可以根據檢測結果作出相關處理。

3 熱工計量的自動檢定技術的實際應用

在熱工計量自動檢定技術中，系統的熱電偶和熱電阻是作為接觸式測溫儀進行使用的，已經被廣泛應用于多數電力企業的生產活動中。企業在使用熱工計量儀時必須嚴格控制其精確性，決不能因為儀器性能的缺陷而造成數據結果的偏差，否則會影響企業的產品質量或運行效率。在使用儀表之前，一定要嚴格檢測儀表的可靠性，及時排除故障，保證企業運行安全。

新的計量自動檢定系統是在原有設備的基礎上進行升級改進后投入使用的，增加了專用的軟件操作系統，采用六位半數表，用低電勢掃描開關替代原有的繼電器。調節爐溫（或槽溫）時，使用功率調節器限制電流，對其進行自動調節。在增添了徑向短爐和寬徑爐后，檢定工作就會遇到更大的困難，對穩定性和溫度的要求也就更高，并且要同時保證即使被測目標接觸爐壁也不會在數據上產生很大出入[4]。在增添了工作用鉑電阻溫度計后，就可以跟蹤測量冷端的溫度數據。如果采集到毫伏信號，就要對其進行修正處理，從而達到冷端補償的效果。這是一種非常簡單且快速的方法，不需要認為進行控制和干預，能夠實現自動化。除此之外，還可以使用環境溫度輸入法或者冰點法。利用完善后的系統進行測量，還可以對系統認證進行檢定，并管理、儲存數據結果。并且改進后的系統還拓展了檢定的范圍和種類，有效提高設備利用率和檢測合格率，節能降耗，最終有效提升企業的生產效率。

4 熱工計量的自動檢定技術的發展趨勢和方向

軟檢定技術是一種運用軟件對檢定的結果進行分析從而判斷出無法檢定數據的一種技術，以往的熱工計量檢定技術只能通過檢測的手段將數據呈現出來，但對于那些難以檢定或者還沒有很好的方法進行準確測量的數據卻無能為力，軟檢定技術正是為了解決這一問題而產生的。軟測量需要面對多個對象，以編程或組態的方式將測量的結果進行建模，通過理論公式準確推算未知數據，即使數學模型中的多個數據發生了變化，那么只要修改好模型的參數，也能通過固定的計算公式將未知數據推算出來，而儀表的功能也隨參數的變化而轉化，因此軟測量表可以適應多種條件的通用儀表。過去的熱工計量儀表只能單輸入、單輸出，而軟檢定技術卻能夠有效改變這一不利現狀，它具有多輸入、多輸出的性質，是一種新型的智能儀表。軟檢定儀表既可以專門應用于某一項目，也具有廣泛的通用性，它可以由用戶自行編程，根據實際需要輸入不同的指令[5]，如此一來，用戶就不必為了某一測量項目而單獨采購儀表，既節省了資金，也提高了效率，可謂一舉兩得。

軟檢定技術時目前儀表技術發展的最高階段，它的測量本質面向目標對象。進入21世紀，對自動化技術的要求越來越高，促使越來越智能的工作儀表被創造出來。熱工自動檢測控制系統在新的科技形勢下顯示出自身的重要地位，說明對計量檢測設備進行相應的更新換代是非常有必要的。新的熱工計量系統不僅提高了企業生產效率，還降低了生產成本、提高了生產活動的安全性和可靠性。

5 結 語

隨著時代的進步，自動化器械和技術受到了越來越多的重視和青睞，特別是對于電力行業來說，自動化不僅保證了生產效率，還保證了生產安全。計算機技術的進步為熱工計量的自動檢定技術的有效應用提供了切實的技術基礎，計算機將電子技術和自動化數字成果完美融合在一起，保證了測量數據的精確性和及時性，因此，熱工計量技術的未來發展也應以計算機和互聯網技術的進步為基礎，力求做到更快、更精確、更方便。

參考文獻：

[1] 邵聯合，黃桂梅.熱工計量自動檢定技術在油田的應用及發展[J].油氣 田地面工程，2013，（12）.

[2] 蔡彥.試析熱工計量自動檢定技術的應用[J].中小企業管理與科技，

2015，（34）.

[3] 張秋實.熱工計量自動檢定技術的發展潛力探究[J].硅谷，2014，（9）.

[4] 周桂芹.探究熱工計量自動檢定技術的發展前景[J].城市建設理論研 究，2014，（10）.

[5] 侯保寧.熱工計量自動檢定技術的應用探討[J].電源技術應用，2014，（3）.