热工仪表与自动化仪表的检修和校验探讨

董建波

（山东济矿民生煤化有限公司，山东 济宁 272200）

热工仪表与自动化仪表是现代工业生产中的重要设备，其可以为人们提供关于生产过程的关键信息，使人们能够准确、快速地掌握生产状态，从而实现有效的控制和优化。热工仪表与自动化仪表的精度和稳定性对于保障生产安全、提升生产效率、减少能源消耗以及保护环境都具有至关重要的作用。然而，任何一种仪表在使用过程中都会因为各种原因产生误差，这就需要人们定期对仪表进行检修和校验，以确保其测量的准确性和可靠性。

1 热工仪表与自动化仪表的检修和校验方法分析

1.1 检修方法

（1）敲击法。敲击法是一种常用的热工仪表与自动化仪表检修方法，主要用于定位设备的异常状况，并找出可能的故障源。尽管这种方法看似简单，但其实它需要技术人员拥有丰富的实践经验和敏锐的观察力。在应用时，需要明确的是，敲击法并非随意地敲击仪表，而是一种系统性的、有目的的检查手段。其目的是借助物理冲击，使得故障部位的电气联系、机械接触或固定状态发生变化，从而改变故障症状，帮助人们找到可能的故障部位。在使用敲击法时，首先，要对仪表的结构和工作原理有深入的了解，明确可能存在故障的部位。然后，选择合适的工具（如塑料锤或橡皮锤等）进行轻微的敲击，以避免对仪表造成不必要的损伤。在敲击过程中，需要注意观察仪表的反应，如指针的跳动、显示的变化等，以便找出可能的故障部位。

（2）观察法。观察法不需要复杂的工具或者高级的技术，只需要通过仔细的观察，就能发现许多可能影响仪表性能的问题。而这些问题，有可能是其他更高级的检修方法难以发现的。

观察法主要涉及两个方面的内容：一是仪表的外部情况，二是仪表的工作状态。观察仪表的外部情况，主要是检查仪表的外壳、接口、显示屏等部位是否有明显的破损或磨损。例如，如果仪表的外壳有明显的裂纹，那么就可能导致内部的电路板受到环境的影响，从而影响仪表的性能。再如，如果接口有明显的磨损，那么就可能影响信号的传输，导致数据的错误。这些问题，都可以通过观察法发现。观察仪表的工作状态，则需要更深入地了解仪表的工作原理和操作方式。例如，工作人员可以观察仪表的显示数据是否正常，是否存在明显的波动或者偏离正常范围的情况；工作人员也可以通过操作仪表，观察其反应是否符合预期。例如，当人们改变输入的参数时，仪表的输出是否也相应地改变；当人们执行某个命令时，仪表是否能正确地执行。通过这种方式，可以发现存在的硬件问题或者软件问题。然而，需要注意的是，观察法虽然简单有效，但也有其局限性。首先，观察法主要依赖工作人员的直觉和经验，可能会受到主观因素的影响。对于一些隐蔽的问题，或者是需要专业知识才能发现的问题，观察法可能力有不逮。其次，观察法无法对仪表的内部情况进行深入的了解，对于一些需要内部检查才能发现的问题，观察法也无能为力。

（3）信号检测法。信号检测法主要关注的是仪表之间的通信或者数据传输是否正常。在许多现代工业设备中，仪表之间的通信和数据传输是至关重要的，它们保证了设备能够准确反应环境变化，并做出相应的调整。因此，信号检测法的重要性不言而喻。信号检测法的基本原理是通过检测仪表发出和接收的信号，来判断其是否在正常工作。如果仪表发出的信号不正常，那么可能是仪表本身存在问题；如果仪表接收的信号不正常，那么可能是连接线路或者上游设备存在问题。在实际操作中，信号检测法通常需要使用一些专用的工具和设备，如示波器、频率计等。例如，工作人员可以使用示波器来检测仪表发出的信号波形，如果波形存在异常，那么可能就是仪表存在问题。工作人员也可以使用频率计来检测仪表发出的信号频率，如果频率与标准值相差过大，那么可能是仪表存在问题。需要注意的是，信号检测法虽然能够发现许多问题，但也需要一定的专业知识和经验。如果没有足够的知识和经验，可能会误判或漏判一些问题。此外，信号检测法也无法解决所有的问题。例如，对于一些内部故障或者机械故障，信号检测法可能无法发挥作用。

（4）电压检测法。电压检测法主要依赖对设备电源电压的测量和监测，以确定仪表的工作状态和性能，这种方法通常应用于需要电力驱动的仪表和设备，特别是那些对电压敏感或者电压直接影响设备运行状态的情况。电压检测的基本步骤主要是使用电压表或者其他相关的测量工具，将其连接到设备的电源输入端，然后读取并记录设备实际接收的电压。在这个过程中，如果测量的电压值与设备标识的工作电压相差过大，那么就需要进行进一步的检查和处理。对于某些复杂的仪表和设备，可能还需要进行动态电压检测。这意味着需要在设备运行过程中，持续监测电压变化，查看电压是否在设备运行过程中发生波动以及波动的情况如何。值得注意的是，在应用电压检测法时，应用人员需要掌握相应的知识以及技能。例如，测量电压时需要了解设备的电压工作范围，以便选择正确的测量范围。此外，还需要知道如何正确连接电压表，以及如何正确读取和解释测量结果。对于那些涉及高压设备的电压检测，还需要有足够的安全知识和防护措施，以防止电击事故的发生。

1.2 校验方法

（1）校验条件。校验是确保仪表及自动化设备准确、稳定运行的重要环节。在进行校验的过程中，必须满足一系列的校验条件，这些条件直接影响着校验的效果和质量。首先，稳定的环境条件是进行校验的基础。温度、湿度、气压等环境因素可能会影响仪表和设备的性能。在进行校验前，应确保环境条件在设备规定的工作范围内，并且在整个校验过程中保持稳定。其次，校验所使用的设备和工具必须经过认证，精度高于或等于被校验的仪表。这是为了保证校验结果的准确性和可靠性。同时，校验设备应定期进行维护和检查，确保其状态良好，工作性能稳定。再次，校验过程应符合相关的标准和规程。不同类型的仪表和设备可能需要遵循不同的校验规则。施工人员必须对这些规则有深入的了解，并且严格执行。在校验过程中，应详细记录校验步骤和结果，便于后期的分析和评估。最后，仪表的物理状态也是重要的校验条件。在校验前，应对仪表进行全面的检查，确保其无明显的损伤和缺陷。对于那些由于使用环境恶劣、使用时间长或者使用不当而导致的性能下降的仪表，需要先进行修复或者调整，再进行校验。

（2）校验方法。比较法：比较法是在已知精度的参照标准设备的基础上，实行对比分析，从而测量待校验设备的精确程度。然而，如此的操作并非一蹴而就，需要深入的观察和细致的判断。首先，需要精确识别并记录待校验设备的读数或输出，这一步骤要求仪器操作员有足够的专业技能和对设备的熟悉度，能够准确捕捉到微小的差异，并进行适当的解读。然后，工作人员将这些读数与参照标准进行比较。这一过程需要对比较结果进行精确分析，判断其是否存在偏差，并评估这种偏差的程度和可能的原因。如果发现偏差超出了允许的范围，那么就需要进行修正或者调整。这一步需要工作人员对设备进行内部的维修或者调整，或者对设备的使用环境进行改变。

模拟法：模拟法作为一种在受控环境下进行的校验手段，具有深入研究设备性能、提前发现潜在问题的独特优势。这一方法引人注目的特点在于，它模拟了设备可能遭遇的多种实际工作条件，而后对设备的反应和输出结果进行细致观察。在模拟的过程中，每个步骤都需要精准控制，每种工作环境都需要真实再现。模拟可能的极限工况，模拟可能的异常工况，这就需要工作人员对设备的性能参数、工作原理有深入的理解，对可能的工作环境有全面的认识。然后，工作人员需要详细记录设备在各种模拟条件下的反应和输出。模拟法的最大优势在于，可以使工作人员在设备投入使用前，就能预测其在各种工作条件下的表现，发现并解决可能存在的问题，这不仅提高了设备的使用效率，延长了设备的使用寿命，更是对生产安全的有力保障。

直接法：直接法是一种直接测量设备精度的方法，它无须借助参照标准或者进行比较。这种方法独特之处在于，它对设备的原始数据和性能进行直接测量，旨在精准获取设备的真实状态。在使用直接法的过程中，可以通过直接读取和分析设备的输出数据，评估设备的实际工作效能，确定其精度级别。此外，直接法尤其适合于那些无法使用其他校验方法的设备，如那些独特的、定制的或高度专业化的设备。在这些情况下，由于设备的专业性和特殊性，可能没有可用的参照标准或者比较对象。此时，直接法将充分发挥其优势，直接测量设备的性能，提供精确的校验结果。

间接法：间接法是一种不直接测量设备精度，而是借助已知的物理定律或关系进行推导的校验方式，这种方法灵活而精确，特别适合那些直接测量困难或不准确的情况。在实施间接法时，工作人员先要测量与设备输出相关的其他物理量，这些物理量可能是温度、压力、电流等，这需要仪器操作员具备扎实的物理知识和操作技巧，能够准确进行测量和记录。然后，工作人员根据已知的物理定律或者关系，将这些测量结果进行转化或计算，推算出设备的精度。这一步骤需要工作人员具备较强的理论知识和实际经验，能够准确理解和应用物理定律，同时，也需要工作人员具备较高的计算能力和分析技巧，才能精确地将测量结果转化为设备的精度。

2 热工仪表与自动化仪表的发展趋势

2.1 网络化

随着工业4.0、物联网（IoT）以及数字化转型的持续推进，热工仪表与自动化仪表的发展趋势日趋明显，其中之一便是网络化。网络化不仅仅指仪表设备之间的连接，更涉及设备与系统、设备与使用者、设备与云端数据等多方面的互联互通。在传统工业生产环境中，各类仪表设备往往是孤立存在的，无法实现数据共享与交互。然而，随着网络技术的发展，热工仪表与自动化仪表能够通过先进的网络协议，如工业以太网、无线通讯技术等，实现设备间的信息交流和数据共享。这样一来，工厂管理者可以获得全面、实时的生产数据，便于监控、分析和优化生产流程，进一步提高生产效率和质量。此外，网络化也为设备维护带来了便利。通过远程监控和故障诊断，工程师可以及时了解设备的运行状态，提前预防故障，避免生产中断。同时，通过收集、分析设备运行数据，工程师可以深入地理解设备的性能，以便进行优化和改进。

2.2 智能化

随着人工智能和大数据技术的迅速发展，热工仪表与自动化仪表的智能化已经成为一个不可忽视的趋势。智能化是对网络化的进一步拓展和深化，它强调的是通过高级的算法和数据分析，赋予设备更高层次的决策能力和自主性。在智能化的推动下，热工仪表与自动化仪表已经开始拥有自我学习和自我优化的能力。例如，通过深度学习算法，设备可以对大量的运行数据进行分析，识别出数据中的模式和规律，从而预测设备的运行趋势，及时调整操作参数，提高设备的性能和效率。此外，智能化还意味着设备的故障预防和维护能力得到显著提升。通过实时监测和分析设备的运行数据，可以预知潜在的故障，自动发出警告，甚至在故障发生前进行自我修复。这种智能的维护方式不仅可以大大降低设备的停机时间，提高生产效率，也能降低维护成本，延长设备的使用寿命。智能化的发展还提升了用户的设备体验。例如，通过用户界面的智能化，设备的操作变得更加简便直观，使得用户无须专业的训练就可以快速上手。同时，设备也可以通过学习用户的操作习惯和偏好，进行个性化的调整，提供更加贴心的服务。

3 结语

综上所述，热工仪表与自动化仪表的检修和校验不仅保障了生产流程的精准度和高效性，也确保了工业设备的稳定运行和使用寿命。在这个过程中，工作人员不能忽视在检修和校验过程中遵循的各种方法和原则。与此同时，随着技术的发展，网络化和智能化已经成为仪表发展的主要趋势。这些技术不仅提高了仪表的性能和精度，还提高了工作效率，降低了故障率，为工业生产带来了诸多便利。