热工仪表现场校准装置的研制

摘要：随着我国经济建设的发展，工业化水平的提高，热工仪表装备的应用越来越多，为实现工业生产过程中的精密控制奠定了基础。热工仪表，其主要应用在工业温度计，压力表，压力传感器，智能数显仪，温度校验等设备中，对于温度，压力等敏感参数实现精确测量与控制，对现代自动化的工业生产有着重要的作用。热工仪表是精密的测量设备，热工仪表在使用前需要进行校准，提高其使用精度及其稳定性，延长使用寿命，为了方便校准，通常使用便携式设备进行现场校准。本文从热工仪表与热工测量的概念出发，对现场校准装置的结构与原理进行重点探究，希望对热工仪表校准装置的研发设计有所帮助。

关键词：热工仪表；校准装置；研制；热敏原件

在工业化生产过程中，需要对热力生产设备的状态，工艺参数，物体成分，位置检测，压力状态等进行监控，从而实现对生产过程的控制。热工仪表是专门用于测量气体压力，环境稳定，液压流量等的仪器仪表，对提高工业系统生产的稳定性，实现精确控制，自动化生产都有着重要的意义。热工仪表的现场校准工作是其使用过程中的重要步骤与操作流程，对热工仪表的可靠性，安全性都有着重要的影响，本文针对仪表现场校准装置的研制做着重介绍。

一、 热工仪表以及热工测量简介

热工仪表是工业生产过程中与热力有关的测量压力，温度，流量，位置等参数的仪器仪表，它可以精确的反映设备的工作状态，对工人操作设备，保证工业生产的稳定与可靠性都有着重要的作用。如图（1）热工仪表所示，热工仪表的组成结构主要分为三大部分，即感应器（SENSOR），变换器与显示器。感应器是热敏元件，是用来感应并探测温度变化的设备，感应器将感应到的信号微小变化转换成数字信号，经变换器传输给显示器，由显示器将测量结果显示出来，工人通过显示器上的读数实现对工业设备的控制。热工仪表对工业设备的使用与控制十分关键，在许多工业，化工生产领域都有着广泛的应用。例如，在天然气制乙炔的加工过程中，需要将天然气预加热至630度，与氧气一起送进乙炔炉中，当温度在1500时，天然气中的甲烷会发生裂解，产生百分之八左右的乙炔，再通过提纯制程，加工出乙炔产品。在乙炔产品的生产过程中，预加热温度与加热时的温度都需要使用热工仪表，使用热工仪表可以实现对温度的精确探测，从而实现对产品的加工与生产[1]。

二、 热工仪表的校准

热工仪表是非常精密的仪器仪表，在使用前需要对仪器进行校验，确保仪器处于工作状态。另外热工仪表也需要定期送往专门的检测与校验机构，对仪器的准确度进行检测，并加以校正。由于送交专门的校验机构进行校验，会耽误生产，因此在生产现场通常采用专门的校验设备进行热工仪表的校准。校准工作是保持热工仪表工作稳定与可靠性的必要条件，就像千分尺与游标卡尺，每次使用前都要保证仪器归零一样，都要保证读数的准确，因此校验工作是热工仪表使用过程中的必要流程[2]。

三、 热工仪表校准装置的研制介绍

（一）设备介绍

热工仪表现场校验设备是用来校验与调整热工仪表的设备，如图（1）福禄克智能热工校验仪所示，为了方便生产现场的操作，设备使用手持便携式设计，可以支持现场以及实验室校准；设备采用可充电的锂电池供电，通过USB或专用的充电器进行充电，该设备带有一块3.5寸液晶显示模组，可以测量与输出电参数与物理参数；该设备不仅可以测量电压，还可以外接8种热电偶与6种热电阻进行温度的测量，并且可以实现模拟热电阻与热电偶的输出。

（二）校准设备的组成以及功能介绍

如图（3）校准设备结构所示，智能热工仪表校准设备主要包括以下几个部分：一、控制器，该手持设备采用的MCU是32位嵌入式单片机。二、显示屏，如前所述，3.5英寸分辨率为320X240带有多点触控的液晶显示模式。同时带有机械按键控制单元，可以实现机械按键与电容式触摸相互转换。三、热电阻与热电偶。热电偶分为K型，S型，E型，T型，J型，B型，R型，N型等8种，热电阻分别为PT1000，PT100，PT10 CU100，CU50 等6种，可以實现热电偶与热电阻的仿真显示，显示输出精度为6位，设备带有记忆功能，可以实现所有测量数据的保存，输出与打印功能。四、设备带有电源转换电路，可以实现交流与直流供电的切换，在手持状态使用锂电池供电，交流状态可以实现对设备的充电。五、设备带有串行数据通讯接口，并支持用户对系统的二次开发，实现设备功能上的扩展。

四、结束语

热工仪表是工业生产控制过程中的重要仪器仪表，是精密的测量与控制设备，在工业生产过程中有着重要的应用。热工仪表的校准是使用热工仪表的前提，为了方便现场校准，使用便携式智能热工校准设备，简化了操作流程，提升了校准效率。而随着时代的发展，科技的进步，智能，高效，精确的校准设备会不断地被应用，促进热工校准设备准确性与稳定性的提高。

参考文献：

[1] 杨锦杰， 梅现均， 邓先云. 热工仪表现场校准装置的研制[C]/ 国防计量与测试学术交流会. 2010.

[2] 周晨宇. 热工仪表的现场校准方法及自动化技术应用研究[J]. 军民两用技术与产品， 2017（16）：204-204.

（作者单位：连云港市计量检定测试中心）