热工计量的自动检定技术发展分析

黄思航

摘 要：热工计量的自动检定结果是决定企业机电组能否正常运行的重要依据，大型机组在核算经济性和稳定性的数据来源均为热工计量仪的检测结果。仪表的技术经过了从简单到复杂的演变发展，从最开始只能简单测量工艺参数、只显示数据到如今仪表可以反映数据变化趋向并联网分析，仪器的功能和作用已经发生了巨大变革。热工计量仪在企业的各生产部门中被广泛应用，它能准确地测量仪器的温度状况，为部门实时监测温度变化提供可靠数据。从目前来看，热工计量仪具有很强的发展潜力，主要体现在软检定技术中，用热工计量仪检测出可以确定的数据，从而推断出无法检测的数据将成为未来仪器温控的发展趋势。

关键词：热工计量；自动检定技术；概述；原理；应用；发展

中图分类号：U415.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0025-02

随着我国科技水平和民众生活质量的显著提高，热工自动化技术也因此得到了快速的发展，取得了很高的成就，对企业生产起到了非常重要的作用。以目前的形势来看，我国的能源供应愈趋紧张，国民生活也因此遭受了不小的负面影响。现在，如何节省能源消耗、提高能源利用率成为了亟待解决的问题。我国的发电机组已经实现了向大容量、高参数单元机组迈进的目标，但为了适应更新、更高的要求，就需要实现电气运行自动化，因此对热工自动控制系统也提出了更高的要求。目前，热工计量自动检定技术已经被广泛应用于电厂运行当中，它的发展前景也已经被广泛认可。

1 仪器仪表技术的发展概述

仪表一直是人类生产生活中常常会运用到的工具，早期的仪表仅仅只能测量出比较粗略的参数（如物理课常见的电阻表、电压表等），而且数据不具有时效性，稍不留神就无法记录下准确数据。不仅如此，由于过去通讯技术不够发达，仪表记录下来的数据不能及时传递到较远的地方，如此一来就不利于实时监测，也就无法及时处理问题。随着计算机和互联网技术的发展，现代仪表不仅能够准确、详细地显示任何时间的数据，而且可以通过互联网技术将数据迅速传递到控制中心或任何需要的机构[1]。目前，仪表储存数据的主要载体是内存卡或U盘，在科技飞速进步的今天，一枚容量在64G的内存卡或U盘的售价仅百元左右，而其可存储的数据总量却达到了将近6.4×字节（1个阿拉伯数字只占用1字节。因算法不同，标注64G空间的储存介质实际空间仅有58G左右），也就是说，从开始使用以来的所有记录数据都可以保存下来，并且内存卡或U盘小巧轻便，易于携带。以往的仪器仪表不能有效对抗电流干扰，稳定性较差，而现在的电子仪表采用了脉宽调制技术后，已经具备了极强的抗干扰能力。

2 热工计量的自动检定技术原理

热工计量自动检测的原理是将测量现场的多个物理量（压力、温度、水位等）转换为测量仪器能够接收并显示的电子信号，为接下来的自动控制系统提供相关参数[2]。自动检定的热工计量参数可以作为监测电机组工作是否正常的重要依据，也是电机组工作人员分析事故、核算成本的数据来源。热工计量的自动检定系统有两个组成部分：可调节电源；数字电压表，这两部分各设有专用插座已提供单独的电力输出。经测量产生的讯号通过各开关进入到采样数表，数表将收集到的数据排列、分析、整合好之后，通过专用缆线或无线的方式传送到计算机终端，计算机按照既定程序，结合收集到的数据，控制调功器的输出功率，最终保证监控目标在规定的范围内进行升温变化，以确保检定工作能够顺利开展，并将检定过程的所有参数都显示出来，可以打印或者保存在电脑中以便后期查阅。

具体工作原理，如图1所示。

可以看出，被测信号是从多路开关进入到采样数表这一步骤的，数表通常将采样值用通信电缆传递到远端的计算机，计算机在程序要求的基础上，用主机箱限制调功器的输出功率，从而保证检定炉或油槽等被控制的对象能够在规定范围内进行升温变化[3]，最终保证检定工作能够顺利开展下去。

以ZRJ-03型热工自动检定系统为例，这是一款来自山东省的热工计量仪，如图2所示。

它可以有效测量热电偶和热电阻的温度，这一系统在进行自动检定热电偶的过程中，会将标准的热电偶和需要检测温度的热电偶按照相关规定放入到检定炉中。只要将电路连接好并接通电源，就可以对热电偶进行检定。检定热电偶时，若当前温度为0 ℃，就应将热电阻放到水槽中，水槽内放置冰和水的混合物；如果当前温度为100 ℃，就应将热电阻放置到标准水槽或者油槽中。通电前要对相关部件和结构再次检查一遍，按照相关要求排查问题，然后就可以将线路连接起来并通电，同时启动计算系统。等到检定完成，该系统会将检测结果数据打印出来或呈现在显示屏上。无论检定结果中热电偶是否合格，都会非常直观的被反映在打印结果或计算机屏幕上，以通知的方式呈现在检测人员眼前，检测人员也就可以根据检测结果作出相关处理。

3 热工计量的自动检定技术的实际应用

在热工计量自动检定技术中，系统的热电偶和热电阻是作为接触式测温仪进行使用的，已经被广泛应用于多数电力企业的生产活动中。企业在使用热工计量仪时必须严格控制其精确性，决不能因为仪器性能的缺陷而造成数据结果的偏差，否则会影响企业的产品质量或运行效率。在使用仪表之前，一定要严格检测仪表的可靠性，及时排除故障，保证企业运行安全。

新的计量自动检定系统是在原有设备的基础上进行升级改进后投入使用的，增加了专用的软件操作系统，采用六位半数表，用低电势扫描开关替代原有的继电器。调节炉温（或槽温）时，使用功率调节器限制电流，对其进行自动调节。在增添了径向短炉和宽径炉后，检定工作就会遇到更大的困难，对稳定性和温度的要求也就更高，并且要同时保证即使被测目标接触炉壁也不会在数据上产生很大出入[4]。在增添了工作用铂电阻温度计后，就可以跟踪测量冷端的温度数据。如果采集到毫伏信号，就要对其进行修正处理，从而达到冷端补偿的效果。这是一种非常简单且快速的方法，不需要认为进行控制和干预，能够实现自动化。除此之外，还可以使用环境温度输入法或者冰点法。利用完善后的系统进行测量，还可以对系统认证进行检定，并管理、储存数据结果。并且改进后的系统还拓展了检定的范围和种类，有效提高设备利用率和检测合格率，节能降耗，最终有效提升企业的生产效率。

4 热工计量的自动检定技术的发展趋势和方向

软检定技术是一种运用软件对检定的结果进行分析从而判断出无法检定数据的一种技术，以往的热工计量检定技术只能通过检测的手段将数据呈现出来，但对于那些难以检定或者还没有很好的方法进行准确测量的数据却无能为力，软检定技术正是为了解决这一问题而产生的。软测量需要面对多个对象，以编程或组态的方式将测量的结果进行建模，通过理论公式准确推算未知数据，即使数学模型中的多个数据发生了变化，那么只要修改好模型的参数，也能通过固定的计算公式将未知数据推算出来，而仪表的功能也随参数的变化而转化，因此软测量表可以适应多种条件的通用仪表。过去的热工计量仪表只能单输入、单输出，而软检定技术却能够有效改变这一不利现状，它具有多输入、多输出的性质，是一种新型的智能仪表。软检定仪表既可以专门应用于某一项目，也具有广泛的通用性，它可以由用户自行编程，根据实际需要输入不同的指令[5]，如此一来，用户就不必为了某一测量项目而单独采购仪表，既节省了资金，也提高了效率，可谓一举两得。

软检定技术时目前仪表技术发展的最高阶段，它的测量本质面向目标对象。进入21世纪，对自动化技术的要求越来越高，促使越来越智能的工作仪表被创造出来。热工自动检测控制系统在新的科技形势下显示出自身的重要地位，说明对计量检测设备进行相应的更新换代是非常有必要的。新的热工计量系统不仅提高了企业生产效率，还降低了生产成本、提高了生产活动的安全性和可靠性。

5 结 语

随着时代的进步，自动化器械和技术受到了越来越多的重视和青睐，特别是对于电力行业来说，自动化不仅保证了生产效率，还保证了生产安全。计算机技术的进步为热工计量的自动检定技术的有效应用提供了切实的技术基础，计算机将电子技术和自动化数字成果完美融合在一起，保证了测量数据的精确性和及时性，因此，热工计量技术的未来发展也应以计算机和互联网技术的进步为基础，力求做到更快、更精确、更方便。

参考文献：

[1] 邵联合，黄桂梅.热工计量自动检定技术在油田的应用及发展[J].油气 田地面工程，2013，（12）.

[2] 蔡彦.试析热工计量自动检定技术的应用[J].中小企业管理与科技，

2015，（34）.

[3] 张秋实.热工计量自动检定技术的发展潜力探究[J].硅谷，2014，（9）.

[4] 周桂芹.探究热工计量自动检定技术的发展前景[J].城市建设理论研 究，2014，（10）.

[5] 侯保宁.热工计量自动检定技术的应用探讨[J].电源技术应用，2014，（3）.