热工仪器仪表的技术特点及发展综述

吕林科

摘 要：工业控制技术近年来得到了很大的发展，工业生产过程中的监测和控制技术也日新月异，其中热工自动化技术发展也很快，通信技术被广泛应用，使得基于总线式的检测控制系统得到了大规模的普及。文章对热工仪器仪表技术进行了介绍和特点分析，对其发展趋势进行了综合概括，主要包括热工检测功能更加集成化、系统化，以及出现了智能化的自动软检定技术。这些技术的应用使得设备的运行检测更加全面，运行安全可靠性得到了提升，而且还大大提高了工人的工作效率，降低了企业劳动成本，为企业的高效安全生产提供了坚实可靠的保障。

关键词：热工仪器仪表；技术特点；发展综述

随着我国现代工业化的大发展，工业生产过程中的监测和控制技术也日新月异，其中热工自动化技术发展也十分令人惊讶。众所周知，能源紧缺一直是世界各国面临的重大问题之一，我国在能源供应方面也存在很大的问题，甚至会经常出现某个城市拉闸节约电能的现象。为了解决这些问题，近年来我国不断完善电力系统，加快电厂的建设。进而出现了一批技术先进、自动化程度高的发电机组，这些发电设备的建设，对热工自动控制系统提出了更高的要求。为此，研究现代化热工仪器仪表技术，掌握其发展方向，也就成为了该领域的研究重点之一。

1 热工仪器仪表技术简介

热工仪器仪表技术就是利用各种测量测试仪器对各种物理量进行监测的技术，这些物理参数的值一旦超出安全范围，可能就会造成一定的危害，影响生产过程或者发生意外事故，因此需要对其进行实时监测。热工检测技术能够测量出物理参数的大小，比如压力压强、温度等，并将这些参数值以电信号的方式传输给控制系统，控制系统接收相关信号并进行处理后，可以实时显示参数值，或者自动判断设备运行是否正常，从而保证热力设备运行的安全可靠。在发电机组的热工检测中，热工参数是判断发电机组是否可靠运转的根据，也是进行经济计算、事故原因调查等的重要手段之一。

2 热工仪器仪表技术特点

根据之前对热工检测技术的描述，这是对热力设备进行实时监测的一种技术。进一步地，本文对这种技术的几个特点进行了概述：一是热工仪器仪表技术可以实时反馈热力设备和热力系统的运行状况，能够给设备操作运行工人提供坚实可靠的设备参数，进而保证工人做出科学合理的设备操作和调节，从而保证电力生产的人员设备安全。二是可以为热力自动化设备提供快速、准确的测量信号，实现设备的自动化控制，取代人力劳动，从而使工人摆脱脏、乱、差的工作环境，提高生产的安全性和可靠性。三是热工仪器仪表提供的各项数据参数可以作为电厂经济指标计算的根据，对于发电厂提高发电效率、减少能源消耗有十分重要的意义，也能够指导降低电力生产成本等。四是对于发生的电力事故可以提供事故原因分析数据，从而追究事故责任人员，同时也能够给后人一定的经验启示，为生产安全性提供更高的保障。

3 热工仪器仪表技术发展综述

随着现代工业仪器仪表技术的快速发展，基于信息化的热工测量技术已经得到了一定的推广，这些先进的测量技术能够使生产力得到更好的进步，以下就现代热工仪器仪表技术的几个发展趋勢进行简要说明。

3.1 热工仪器仪表功能集成化

传统的热工仪器仪表技术只能够对某种物理量进行测量和显示，一般一种测量仪器只能支持一种物理量的测量，如传统的温度仪只能测量温度的大小等。随着半导体技术在仪器仪表中的应用，现代检测仪器可以通过外接不同类型的传感器，从而实现多种物理量的综合检测。其检测的原理是，将各种传感器采集的模拟信号进行数字化处理，通过主处理器的计算处理，将数字信号转换成对应的物理量，由于数字化处理可以做到很高的精度，因而得到的物理量测量值的精度也比传统测量方式更高。此外，在仪器仪表上增加各种通讯接口，如串行通讯接口RS-232/485、以太网口等，可以使仪表设备与计算机连接，实现测量数据的传输和共享。

3.2 热工仪器仪表系统化

现代热工仪器仪表已经不仅仅是单一的仪器设备，而是应用通信技术将各种仪器设备连接，使之能够相互通讯，再由一个控制检测中心统一进行监测，这种系统级的热工监测系统可以十分方便地实现自动控制功能，具有很高的集成性。

如图1所示为RZJ-2D型热工全自动检定系统，该系统通过现场总线连接各仪器设备，计算机作为统一处理器，处理各种数据并发出控制指令。其工作原理是，被测信号由多路开关控制通断，采集到的数据被上传到采样数据表。计算机再对采样到的数据进行处理，可以将数据放到显示器进行显示，也可以投影到打印机打印。系统的处理核心是计算机，其中检定炉和油槽是由调功器调节功率，主机箱是计算机的主要控制部件，可以控制调功器和冰点器等设备。

RZJ-2D型热工全自动检定系统是基于Windows操作系统下的测控系统，检测的项目可以根据实际工作状况进行设计，只需要配以各种不同类型的传感器，就可以实现各种物理量的检测。该系统还具有很高的自动化程度和强大的处理能力，对采集的数据结果进行分析处理之后，通过通信接口将各种控制指令传输给各个执行部件，实现整个系统的自动化控制。

图1 RZJ-2D型热工全自动检定系统原理图

3.3 热工仪器自动软检定技术

基于自动检定技术，热工仪器检测技术还得到了进一步的发展，出现了软检定技术，这也是最先进的仪表技术。软检定技术是根据以及得到的检测数据，通过一定的算法处理，进而推断出一些无法确定的数据信息，这种技术一般是用于那些无法进行数据采集的地方，该技术主要依赖科学合理的处理算法，才能保证推断的数据信息具有较高的可靠性。目前，这种智能型仪表已经能够支持多通道的数据采集，功能强大，易于使用。但是智能型仪表也存在一定的缺点，就是要求使用者具有较高的知识水平，用户需要对仪表进行编程以及建立检测数学模型，面对不同的工况，还有进行程序的修改，才能实现仪器仪表的多功能使用。

4 结束语

工业控制技术近年来得到了很大的发展，通信技术在控制领域的应用，使得基于总线式的检测控制系统得到了大规模的普及。其中，热工仪器仪表技术作为工业控制技术之一，同样也得到了跨越式的发展，各种热工自动检测系统日新月异，并不断地被应用到热工检测领域，表现出功能更加集成化、更加系统化以及更加智能化的特点。这些技术的应用使得设备的运行检测更加全面，运行安全可靠性得到了提升，而且还大大提高了工人的工作效率，降低了企业劳动成本，为企业的高效安全生产提供了坚实可靠的保障。

参考文献

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