熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗(yàn)探討

董建波

（山東濟(jì)礦民生煤化有限公司，山東 濟(jì)寧 272200）

熱工儀表與自動化儀表是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備，其可以為人們提供關(guān)于生產(chǎn)過程的關(guān)鍵信息，使人們能夠準(zhǔn)確、快速地掌握生產(chǎn)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)有效的控制和優(yōu)化。熱工儀表與自動化儀表的精度和穩(wěn)定性對于保障生產(chǎn)安全、提升生產(chǎn)效率、減少能源消耗以及保護(hù)環(huán)境都具有至關(guān)重要的作用。然而，任何一種儀表在使用過程中都會因?yàn)楦鞣N原因產(chǎn)生誤差，這就需要人們定期對儀表進(jìn)行檢修和校驗(yàn)，以確保其測量的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗(yàn)方法分析

1.1 檢修方法

（1）敲擊法。敲擊法是一種常用的熱工儀表與自動化儀表檢修方法，主要用于定位設(shè)備的異常狀況，并找出可能的故障源。盡管這種方法看似簡單，但其實(shí)它需要技術(shù)人員擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和敏銳的觀察力。在應(yīng)用時，需要明確的是，敲擊法并非隨意地敲擊儀表，而是一種系統(tǒng)性的、有目的的檢查手段。其目的是借助物理沖擊，使得故障部位的電氣聯(lián)系、機(jī)械接觸或固定狀態(tài)發(fā)生變化，從而改變故障癥狀，幫助人們找到可能的故障部位。在使用敲擊法時，首先，要對儀表的結(jié)構(gòu)和工作原理有深入的了解，明確可能存在故障的部位。然后，選擇合適的工具（如塑料錘或橡皮錘等）進(jìn)行輕微的敲擊，以避免對儀表造成不必要的損傷。在敲擊過程中，需要注意觀察儀表的反應(yīng)，如指針的跳動、顯示的變化等，以便找出可能的故障部位。

（2）觀察法。觀察法不需要復(fù)雜的工具或者高級的技術(shù)，只需要通過仔細(xì)的觀察，就能發(fā)現(xiàn)許多可能影響儀表性能的問題。而這些問題，有可能是其他更高級的檢修方法難以發(fā)現(xiàn)的。

觀察法主要涉及兩個方面的內(nèi)容：一是儀表的外部情況，二是儀表的工作狀態(tài)。觀察儀表的外部情況，主要是檢查儀表的外殼、接口、顯示屏等部位是否有明顯的破損或磨損。例如，如果儀表的外殼有明顯的裂紋，那么就可能導(dǎo)致內(nèi)部的電路板受到環(huán)境的影響，從而影響儀表的性能。再如，如果接口有明顯的磨損，那么就可能影響信號的傳輸，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯誤。這些問題，都可以通過觀察法發(fā)現(xiàn)。觀察儀表的工作狀態(tài)，則需要更深入地了解儀表的工作原理和操作方式。例如，工作人員可以觀察儀表的顯示數(shù)據(jù)是否正常，是否存在明顯的波動或者偏離正常范圍的情況；工作人員也可以通過操作儀表，觀察其反應(yīng)是否符合預(yù)期。例如，當(dāng)人們改變輸入的參數(shù)時，儀表的輸出是否也相應(yīng)地改變；當(dāng)人們執(zhí)行某個命令時，儀表是否能正確地執(zhí)行。通過這種方式，可以發(fā)現(xiàn)存在的硬件問題或者軟件問題。然而，需要注意的是，觀察法雖然簡單有效，但也有其局限性。首先，觀察法主要依賴工作人員的直覺和經(jīng)驗(yàn)，可能會受到主觀因素的影響。對于一些隱蔽的問題，或者是需要專業(yè)知識才能發(fā)現(xiàn)的問題，觀察法可能力有不逮。其次，觀察法無法對儀表的內(nèi)部情況進(jìn)行深入的了解，對于一些需要內(nèi)部檢查才能發(fā)現(xiàn)的問題，觀察法也無能為力。

（3）信號檢測法。信號檢測法主要關(guān)注的是儀表之間的通信或者數(shù)據(jù)傳輸是否正常。在許多現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中，儀表之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸是至關(guān)重要的，它們保證了設(shè)備能夠準(zhǔn)確反應(yīng)環(huán)境變化，并做出相應(yīng)的調(diào)整。因此，信號檢測法的重要性不言而喻。信號檢測法的基本原理是通過檢測儀表發(fā)出和接收的信號，來判斷其是否在正常工作。如果儀表發(fā)出的信號不正常，那么可能是儀表本身存在問題；如果儀表接收的信號不正常，那么可能是連接線路或者上游設(shè)備存在問題。在實(shí)際操作中，信號檢測法通常需要使用一些專用的工具和設(shè)備，如示波器、頻率計(jì)等。例如，工作人員可以使用示波器來檢測儀表發(fā)出的信號波形，如果波形存在異常，那么可能就是儀表存在問題。工作人員也可以使用頻率計(jì)來檢測儀表發(fā)出的信號頻率，如果頻率與標(biāo)準(zhǔn)值相差過大，那么可能是儀表存在問題。需要注意的是，信號檢測法雖然能夠發(fā)現(xiàn)許多問題，但也需要一定的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)。如果沒有足夠的知識和經(jīng)驗(yàn)，可能會誤判或漏判一些問題。此外，信號檢測法也無法解決所有的問題。例如，對于一些內(nèi)部故障或者機(jī)械故障，信號檢測法可能無法發(fā)揮作用。

（4）電壓檢測法。電壓檢測法主要依賴對設(shè)備電源電壓的測量和監(jiān)測，以確定儀表的工作狀態(tài)和性能，這種方法通常應(yīng)用于需要電力驅(qū)動的儀表和設(shè)備，特別是那些對電壓敏感或者電壓直接影響設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的情況。電壓檢測的基本步驟主要是使用電壓表或者其他相關(guān)的測量工具，將其連接到設(shè)備的電源輸入端，然后讀取并記錄設(shè)備實(shí)際接收的電壓。在這個過程中，如果測量的電壓值與設(shè)備標(biāo)識的工作電壓相差過大，那么就需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢查和處理。對于某些復(fù)雜的儀表和設(shè)備，可能還需要進(jìn)行動態(tài)電壓檢測。這意味著需要在設(shè)備運(yùn)行過程中，持續(xù)監(jiān)測電壓變化，查看電壓是否在設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生波動以及波動的情況如何。值得注意的是，在應(yīng)用電壓檢測法時，應(yīng)用人員需要掌握相應(yīng)的知識以及技能。例如，測量電壓時需要了解設(shè)備的電壓工作范圍，以便選擇正確的測量范圍。此外，還需要知道如何正確連接電壓表，以及如何正確讀取和解釋測量結(jié)果。對于那些涉及高壓設(shè)備的電壓檢測，還需要有足夠的安全知識和防護(hù)措施，以防止電擊事故的發(fā)生。

1.2 校驗(yàn)方法

（1）校驗(yàn)條件。校驗(yàn)是確保儀表及自動化設(shè)備準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行校驗(yàn)的過程中，必須滿足一系列的校驗(yàn)條件，這些條件直接影響著校驗(yàn)的效果和質(zhì)量。首先，穩(wěn)定的環(huán)境條件是進(jìn)行校驗(yàn)的基礎(chǔ)。溫度、濕度、氣壓等環(huán)境因素可能會影響儀表和設(shè)備的性能。在進(jìn)行校驗(yàn)前，應(yīng)確保環(huán)境條件在設(shè)備規(guī)定的工作范圍內(nèi)，并且在整個校驗(yàn)過程中保持穩(wěn)定。其次，校驗(yàn)所使用的設(shè)備和工具必須經(jīng)過認(rèn)證，精度高于或等于被校驗(yàn)的儀表。這是為了保證校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時，校驗(yàn)設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)和檢查，確保其狀態(tài)良好，工作性能穩(wěn)定。再次，校驗(yàn)過程應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程。不同類型的儀表和設(shè)備可能需要遵循不同的校驗(yàn)規(guī)則。施工人員必須對這些規(guī)則有深入的了解，并且嚴(yán)格執(zhí)行。在校驗(yàn)過程中，應(yīng)詳細(xì)記錄校驗(yàn)步驟和結(jié)果，便于后期的分析和評估。最后，儀表的物理狀態(tài)也是重要的校驗(yàn)條件。在校驗(yàn)前，應(yīng)對儀表進(jìn)行全面的檢查，確保其無明顯的損傷和缺陷。對于那些由于使用環(huán)境惡劣、使用時間長或者使用不當(dāng)而導(dǎo)致的性能下降的儀表，需要先進(jìn)行修復(fù)或者調(diào)整，再進(jìn)行校驗(yàn)。

（2）校驗(yàn)方法。比較法：比較法是在已知精度的參照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的基礎(chǔ)上，實(shí)行對比分析，從而測量待校驗(yàn)設(shè)備的精確程度。然而，如此的操作并非一蹴而就，需要深入的觀察和細(xì)致的判斷。首先，需要精確識別并記錄待校驗(yàn)設(shè)備的讀數(shù)或輸出，這一步驟要求儀器操作員有足夠的專業(yè)技能和對設(shè)備的熟悉度，能夠準(zhǔn)確捕捉到微小的差異，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕庾x。然后，工作人員將這些讀數(shù)與參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。這一過程需要對比較結(jié)果進(jìn)行精確分析，判斷其是否存在偏差，并評估這種偏差的程度和可能的原因。如果發(fā)現(xiàn)偏差超出了允許的范圍，那么就需要進(jìn)行修正或者調(diào)整。這一步需要工作人員對設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部的維修或者調(diào)整，或者對設(shè)備的使用環(huán)境進(jìn)行改變。

模擬法：模擬法作為一種在受控環(huán)境下進(jìn)行的校驗(yàn)手段，具有深入研究設(shè)備性能、提前發(fā)現(xiàn)潛在問題的獨(dú)特優(yōu)勢。這一方法引人注目的特點(diǎn)在于，它模擬了設(shè)備可能遭遇的多種實(shí)際工作條件，而后對設(shè)備的反應(yīng)和輸出結(jié)果進(jìn)行細(xì)致觀察。在模擬的過程中，每個步驟都需要精準(zhǔn)控制，每種工作環(huán)境都需要真實(shí)再現(xiàn)。模擬可能的極限工況，模擬可能的異常工況，這就需要工作人員對設(shè)備的性能參數(shù)、工作原理有深入的理解，對可能的工作環(huán)境有全面的認(rèn)識。然后，工作人員需要詳細(xì)記錄設(shè)備在各種模擬條件下的反應(yīng)和輸出。模擬法的最大優(yōu)勢在于，可以使工作人員在設(shè)備投入使用前，就能預(yù)測其在各種工作條件下的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)并解決可能存在的問題，這不僅提高了設(shè)備的使用效率，延長了設(shè)備的使用壽命，更是對生產(chǎn)安全的有力保障。

直接法：直接法是一種直接測量設(shè)備精度的方法，它無須借助參照標(biāo)準(zhǔn)或者進(jìn)行比較。這種方法獨(dú)特之處在于，它對設(shè)備的原始數(shù)據(jù)和性能進(jìn)行直接測量，旨在精準(zhǔn)獲取設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)。在使用直接法的過程中，可以通過直接讀取和分析設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)，評估設(shè)備的實(shí)際工作效能，確定其精度級別。此外，直接法尤其適合于那些無法使用其他校驗(yàn)方法的設(shè)備，如那些獨(dú)特的、定制的或高度專業(yè)化的設(shè)備。在這些情況下，由于設(shè)備的專業(yè)性和特殊性，可能沒有可用的參照標(biāo)準(zhǔn)或者比較對象。此時，直接法將充分發(fā)揮其優(yōu)勢，直接測量設(shè)備的性能，提供精確的校驗(yàn)結(jié)果。

間接法：間接法是一種不直接測量設(shè)備精度，而是借助已知的物理定律或關(guān)系進(jìn)行推導(dǎo)的校驗(yàn)方式，這種方法靈活而精確，特別適合那些直接測量困難或不準(zhǔn)確的情況。在實(shí)施間接法時，工作人員先要測量與設(shè)備輸出相關(guān)的其他物理量，這些物理量可能是溫度、壓力、電流等，這需要儀器操作員具備扎實(shí)的物理知識和操作技巧，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行測量和記錄。然后，工作人員根據(jù)已知的物理定律或者關(guān)系，將這些測量結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)化或計(jì)算，推算出設(shè)備的精度。這一步驟需要工作人員具備較強(qiáng)的理論知識和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確理解和應(yīng)用物理定律，同時，也需要工作人員具備較高的計(jì)算能力和分析技巧，才能精確地將測量結(jié)果轉(zhuǎn)化為設(shè)備的精度。

2 熱工儀表與自動化儀表的發(fā)展趨勢

2.1 網(wǎng)絡(luò)化

隨著工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以及數(shù)字化轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進(jìn)，熱工儀表與自動化儀表的發(fā)展趨勢日趨明顯，其中之一便是網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化不僅僅指儀表設(shè)備之間的連接，更涉及設(shè)備與系統(tǒng)、設(shè)備與使用者、設(shè)備與云端數(shù)據(jù)等多方面的互聯(lián)互通。在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，各類儀表設(shè)備往往是孤立存在的，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交互。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，熱工儀表與自動化儀表能夠通過先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如工業(yè)以太網(wǎng)、無線通訊技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的信息交流和數(shù)據(jù)共享。這樣一來，工廠管理者可以獲得全面、實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，便于監(jiān)控、分析和優(yōu)化生產(chǎn)流程，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。此外，網(wǎng)絡(luò)化也為設(shè)備維護(hù)帶來了便利。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，工程師可以及時了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提前預(yù)防故障，避免生產(chǎn)中斷。同時，通過收集、分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，工程師可以深入地理解設(shè)備的性能，以便進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

2.2 智能化

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展，熱工儀表與自動化儀表的智能化已經(jīng)成為一個不可忽視的趨勢。智能化是對網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)一步拓展和深化，它強(qiáng)調(diào)的是通過高級的算法和數(shù)據(jù)分析，賦予設(shè)備更高層次的決策能力和自主性。在智能化的推動下，熱工儀表與自動化儀表已經(jīng)開始擁有自我學(xué)習(xí)和自我優(yōu)化的能力。例如，通過深度學(xué)習(xí)算法，設(shè)備可以對大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別出數(shù)據(jù)中的模式和規(guī)律，從而預(yù)測設(shè)備的運(yùn)行趨勢，及時調(diào)整操作參數(shù)，提高設(shè)備的性能和效率。此外，智能化還意味著設(shè)備的故障預(yù)防和維護(hù)能力得到顯著提升。通過實(shí)時監(jiān)測和分析設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以預(yù)知潛在的故障，自動發(fā)出警告，甚至在故障發(fā)生前進(jìn)行自我修復(fù)。這種智能的維護(hù)方式不僅可以大大降低設(shè)備的停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率，也能降低維護(hù)成本，延長設(shè)備的使用壽命。智能化的發(fā)展還提升了用戶的設(shè)備體驗(yàn)。例如，通過用戶界面的智能化，設(shè)備的操作變得更加簡便直觀，使得用戶無須專業(yè)的訓(xùn)練就可以快速上手。同時，設(shè)備也可以通過學(xué)習(xí)用戶的操作習(xí)慣和偏好，進(jìn)行個性化的調(diào)整，提供更加貼心的服務(wù)。

3 結(jié)語

綜上所述，熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗(yàn)不僅保障了生產(chǎn)流程的精準(zhǔn)度和高效性，也確保了工業(yè)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和使用壽命。在這個過程中，工作人員不能忽視在檢修和校驗(yàn)過程中遵循的各種方法和原則。與此同時，隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化和智能化已經(jīng)成為儀表發(fā)展的主要趨勢。這些技術(shù)不僅提高了儀表的性能和精度，還提高了工作效率，降低了故障率，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了諸多便利。