温度测量系统现场检定方法的研究

2013-11-12崔巍

同煤科技 2013年4期

崔巍

0 引言

温度测量系统应用广泛，被大量应用于电厂、建材、煤化工、冶金、供热、工程机械热处理、煤质化验等温度测控领域。

随着大同煤矿集团公司产业多元化和现代化管理水平的提高，企业对工业过程测量的准确度要求也越来越高，对检测数据的准确性、可靠性要求也越来越高。热电偶、热电阻与显示单元作为现场温度测量的主要仪器设备被广泛应用。热电偶、热电阻与二次温度仪表或是热电偶、热电阻、数据采集系统、信号处理系统与终端显示单元等一起构成了现场温度测量系统。热电偶、热电阻是测温单元，输出信号（热电偶是电压（V）、热电阻是电阻（Ω））经过数据采集、信号处理等环节，最后在显示单元显示温度测量结果（见图1）。

图1 现场温度测量系统

温度测控在保证产品质量、维护设备正常运行和安全生产中起着重要作用。为了保证生产过程中的工艺控制和监测数据的准确、可靠，并结合使用过程中工况环境和使用环境对热电偶、热电阻等仪器设备计量性能的影响，根据《计量法》要求，需要对温度测量系统的计量性能定期进行有效检定与校准，确保其计量性能符合生产过程的工艺要求。

1 温度测量系统现场检定方法研究

温度测量系统检定方法是保证系统正常运转的有效途径。

温度测量系统主要有两大类，第一类主要由测温单元-热电偶、热电阻与显示单元-显示仪表组成；第二类主要由测温单元-热电偶、热电阻，数据处理单元-数据采集、信号处理与显示单元-显示终端组成。

传统的检定方法是对各分立测量单元分别检定校准，即对测温单元、数据处理单元、显示单元分别进行检定校准。测温单元（热电偶、热电阻）依据JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》、JJG141-2000《工作用贵金属热电偶检定规程》、JJG229-1998《工业铂、铜热电阻检定规程》的要求进行计量性能检定与校准；数据处理单元（数据采集、信号处理）依据JJF1048-1995《数据采集系统校准规范》进行计量性能的校准；显示单元（显示仪表、显示终端）依据JJG617-1996《数字温度指示调节仪检定规程》、JJG951-2000《模拟式温度指示调节仪检定规程》进行计量性能检定或校准。根据《计量法》和相应的检定规程要求，各种计量仪器仪表必须依法进行周期检定或校准。

通常情况下，只对测温系统的各分立单元依据相应检定规程进行计量性能的检定或校准就已经满足了《计量法》和相应检定规程的要求。但是只对测温单元、数据处理单元、显示单元进行独立的单元检定或校准，只能保证各分立单元的计量性能合格，保证测量误差在检定规程允许的范围内，无法得到整个测温系统的准确度，无法保证整个测温系统的计量性能合格。只对测温系统各分立单元的检定校准，不能简单地将各分立测量单元示值误差直接进行代数和运算，所以就无法得到整个测温系统的示值误差，无法对整个温度测量系统的计量性能进行评定，在实际工作中时常出现温度测量值超允许误差范围的现象。因此，经过分析研究与试验，提出了温度测量系统综合检定校准的方法。

温度测量系统综合检定校准就是分别对各分立测量单元（系统各组成部分）依次进行检定校准，合格后再对系统整体进行检定校准，即采用先分立检定、后整体检定的方法对温度测量系统进行综合检定校准，对温度测量系统计量性能进行综合评定。

系统整体检定校准方法就是将现场温度测量系统看作是一个整体，在测温单元的输入端输入标准温度信号，不考虑热电偶、热电阻输出信号及数据采集、信号处理过程，直接在显示单元读取温度测量系统示值（见图2）。

图2 温度测量系统检定校准原理

通过对测温系统的综合检定或校准，既可以得到各分立测量单元的示值误差，又可以明确得到整个测温系统的准确度，从而保证测温系统的整体计量性能。

与传统的检定方法不同，该方法是在测温系统分立单元分别检定校准的基础上，提出了温度测量系统整体检定校准，从而得出了温度测量系统综合检定校准的方法。

2 总体性能指标

（1）各分立单元的分别单独检定校准仍使用原来的标准设备，即300℃～1 300℃标准温度源、测量范围300℃～1 300℃一等铂铑10-铂热电偶标准装置及准确度0.02 级、测量范围0.01 Ω～11 111.11 Ω 的ZX25a 型直流电阻箱和准确度0.05 级、测量范围－3 mV～110 mV 的SR501 型测温仪表检定仪。

（2）温度测量系统整体检定校准只需要准确度2等的300℃～1 300℃标准温度源，可检定校准0.5 级及以下测温系统。

（3）适用范围：配Ⅰ级、Ⅱ级工作用廉金属热电偶的温度测量系统及配A 级、B 级工业热电阻的温度测量系统。