熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗探討

董建波

（山東濟礦民生煤化有限公司，山東 濟寧 272200）

熱工儀表與自動化儀表是現代工業生產中的重要設備，其可以為人們提供關于生產過程的關鍵信息，使人們能夠準確、快速地掌握生產狀態，從而實現有效的控制和優化。熱工儀表與自動化儀表的精度和穩定性對于保障生產安全、提升生產效率、減少能源消耗以及保護環境都具有至關重要的作用。然而，任何一種儀表在使用過程中都會因為各種原因產生誤差，這就需要人們定期對儀表進行檢修和校驗，以確保其測量的準確性和可靠性。

1 熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗方法分析

1.1 檢修方法

（1）敲擊法。敲擊法是一種常用的熱工儀表與自動化儀表檢修方法，主要用于定位設備的異常狀況，并找出可能的故障源。盡管這種方法看似簡單，但其實它需要技術人員擁有豐富的實踐經驗和敏銳的觀察力。在應用時，需要明確的是，敲擊法并非隨意地敲擊儀表，而是一種系統性的、有目的的檢查手段。其目的是借助物理沖擊，使得故障部位的電氣聯系、機械接觸或固定狀態發生變化，從而改變故障癥狀，幫助人們找到可能的故障部位。在使用敲擊法時，首先，要對儀表的結構和工作原理有深入的了解，明確可能存在故障的部位。然后，選擇合適的工具（如塑料錘或橡皮錘等）進行輕微的敲擊，以避免對儀表造成不必要的損傷。在敲擊過程中，需要注意觀察儀表的反應，如指針的跳動、顯示的變化等，以便找出可能的故障部位。

（2）觀察法。觀察法不需要復雜的工具或者高級的技術，只需要通過仔細的觀察，就能發現許多可能影響儀表性能的問題。而這些問題，有可能是其他更高級的檢修方法難以發現的。

觀察法主要涉及兩個方面的內容：一是儀表的外部情況，二是儀表的工作狀態。觀察儀表的外部情況，主要是檢查儀表的外殼、接口、顯示屏等部位是否有明顯的破損或磨損。例如，如果儀表的外殼有明顯的裂紋，那么就可能導致內部的電路板受到環境的影響，從而影響儀表的性能。再如，如果接口有明顯的磨損，那么就可能影響信號的傳輸，導致數據的錯誤。這些問題，都可以通過觀察法發現。觀察儀表的工作狀態，則需要更深入地了解儀表的工作原理和操作方式。例如，工作人員可以觀察儀表的顯示數據是否正常，是否存在明顯的波動或者偏離正常范圍的情況；工作人員也可以通過操作儀表，觀察其反應是否符合預期。例如，當人們改變輸入的參數時，儀表的輸出是否也相應地改變；當人們執行某個命令時，儀表是否能正確地執行。通過這種方式，可以發現存在的硬件問題或者軟件問題。然而，需要注意的是，觀察法雖然簡單有效，但也有其局限性。首先，觀察法主要依賴工作人員的直覺和經驗，可能會受到主觀因素的影響。對于一些隱蔽的問題，或者是需要專業知識才能發現的問題，觀察法可能力有不逮。其次，觀察法無法對儀表的內部情況進行深入的了解，對于一些需要內部檢查才能發現的問題，觀察法也無能為力。

（3）信號檢測法。信號檢測法主要關注的是儀表之間的通信或者數據傳輸是否正常。在許多現代工業設備中，儀表之間的通信和數據傳輸是至關重要的，它們保證了設備能夠準確反應環境變化，并做出相應的調整。因此，信號檢測法的重要性不言而喻。信號檢測法的基本原理是通過檢測儀表發出和接收的信號，來判斷其是否在正常工作。如果儀表發出的信號不正常，那么可能是儀表本身存在問題；如果儀表接收的信號不正常，那么可能是連接線路或者上游設備存在問題。在實際操作中，信號檢測法通常需要使用一些專用的工具和設備，如示波器、頻率計等。例如，工作人員可以使用示波器來檢測儀表發出的信號波形，如果波形存在異常，那么可能就是儀表存在問題。工作人員也可以使用頻率計來檢測儀表發出的信號頻率，如果頻率與標準值相差過大，那么可能是儀表存在問題。需要注意的是，信號檢測法雖然能夠發現許多問題，但也需要一定的專業知識和經驗。如果沒有足夠的知識和經驗，可能會誤判或漏判一些問題。此外，信號檢測法也無法解決所有的問題。例如，對于一些內部故障或者機械故障，信號檢測法可能無法發揮作用。

（4）電壓檢測法。電壓檢測法主要依賴對設備電源電壓的測量和監測，以確定儀表的工作狀態和性能，這種方法通常應用于需要電力驅動的儀表和設備，特別是那些對電壓敏感或者電壓直接影響設備運行狀態的情況。電壓檢測的基本步驟主要是使用電壓表或者其他相關的測量工具，將其連接到設備的電源輸入端，然后讀取并記錄設備實際接收的電壓。在這個過程中，如果測量的電壓值與設備標識的工作電壓相差過大，那么就需要進行進一步的檢查和處理。對于某些復雜的儀表和設備，可能還需要進行動態電壓檢測。這意味著需要在設備運行過程中，持續監測電壓變化，查看電壓是否在設備運行過程中發生波動以及波動的情況如何。值得注意的是，在應用電壓檢測法時，應用人員需要掌握相應的知識以及技能。例如，測量電壓時需要了解設備的電壓工作范圍，以便選擇正確的測量范圍。此外，還需要知道如何正確連接電壓表，以及如何正確讀取和解釋測量結果。對于那些涉及高壓設備的電壓檢測，還需要有足夠的安全知識和防護措施，以防止電擊事故的發生。

1.2 校驗方法

（1）校驗條件。校驗是確保儀表及自動化設備準確、穩定運行的重要環節。在進行校驗的過程中，必須滿足一系列的校驗條件，這些條件直接影響著校驗的效果和質量。首先，穩定的環境條件是進行校驗的基礎。溫度、濕度、氣壓等環境因素可能會影響儀表和設備的性能。在進行校驗前，應確保環境條件在設備規定的工作范圍內，并且在整個校驗過程中保持穩定。其次，校驗所使用的設備和工具必須經過認證，精度高于或等于被校驗的儀表。這是為了保證校驗結果的準確性和可靠性。同時，校驗設備應定期進行維護和檢查，確保其狀態良好，工作性能穩定。再次，校驗過程應符合相關的標準和規程。不同類型的儀表和設備可能需要遵循不同的校驗規則。施工人員必須對這些規則有深入的了解，并且嚴格執行。在校驗過程中，應詳細記錄校驗步驟和結果，便于后期的分析和評估。最后，儀表的物理狀態也是重要的校驗條件。在校驗前，應對儀表進行全面的檢查，確保其無明顯的損傷和缺陷。對于那些由于使用環境惡劣、使用時間長或者使用不當而導致的性能下降的儀表，需要先進行修復或者調整，再進行校驗。

（2）校驗方法。比較法：比較法是在已知精度的參照標準設備的基礎上，實行對比分析，從而測量待校驗設備的精確程度。然而，如此的操作并非一蹴而就，需要深入的觀察和細致的判斷。首先，需要精確識別并記錄待校驗設備的讀數或輸出，這一步驟要求儀器操作員有足夠的專業技能和對設備的熟悉度，能夠準確捕捉到微小的差異，并進行適當的解讀。然后，工作人員將這些讀數與參照標準進行比較。這一過程需要對比較結果進行精確分析，判斷其是否存在偏差，并評估這種偏差的程度和可能的原因。如果發現偏差超出了允許的范圍，那么就需要進行修正或者調整。這一步需要工作人員對設備進行內部的維修或者調整，或者對設備的使用環境進行改變。

模擬法：模擬法作為一種在受控環境下進行的校驗手段，具有深入研究設備性能、提前發現潛在問題的獨特優勢。這一方法引人注目的特點在于，它模擬了設備可能遭遇的多種實際工作條件，而后對設備的反應和輸出結果進行細致觀察。在模擬的過程中，每個步驟都需要精準控制，每種工作環境都需要真實再現。模擬可能的極限工況，模擬可能的異常工況，這就需要工作人員對設備的性能參數、工作原理有深入的理解，對可能的工作環境有全面的認識。然后，工作人員需要詳細記錄設備在各種模擬條件下的反應和輸出。模擬法的最大優勢在于，可以使工作人員在設備投入使用前，就能預測其在各種工作條件下的表現，發現并解決可能存在的問題，這不僅提高了設備的使用效率，延長了設備的使用壽命，更是對生產安全的有力保障。

直接法：直接法是一種直接測量設備精度的方法，它無須借助參照標準或者進行比較。這種方法獨特之處在于，它對設備的原始數據和性能進行直接測量，旨在精準獲取設備的真實狀態。在使用直接法的過程中，可以通過直接讀取和分析設備的輸出數據，評估設備的實際工作效能，確定其精度級別。此外，直接法尤其適合于那些無法使用其他校驗方法的設備，如那些獨特的、定制的或高度專業化的設備。在這些情況下，由于設備的專業性和特殊性，可能沒有可用的參照標準或者比較對象。此時，直接法將充分發揮其優勢，直接測量設備的性能，提供精確的校驗結果。

間接法：間接法是一種不直接測量設備精度，而是借助已知的物理定律或關系進行推導的校驗方式，這種方法靈活而精確，特別適合那些直接測量困難或不準確的情況。在實施間接法時，工作人員先要測量與設備輸出相關的其他物理量，這些物理量可能是溫度、壓力、電流等，這需要儀器操作員具備扎實的物理知識和操作技巧，能夠準確進行測量和記錄。然后，工作人員根據已知的物理定律或者關系，將這些測量結果進行轉化或計算，推算出設備的精度。這一步驟需要工作人員具備較強的理論知識和實際經驗，能夠準確理解和應用物理定律，同時，也需要工作人員具備較高的計算能力和分析技巧，才能精確地將測量結果轉化為設備的精度。

2 熱工儀表與自動化儀表的發展趨勢

2.1 網絡化

隨著工業4.0、物聯網（IoT）以及數字化轉型的持續推進，熱工儀表與自動化儀表的發展趨勢日趨明顯，其中之一便是網絡化。網絡化不僅僅指儀表設備之間的連接，更涉及設備與系統、設備與使用者、設備與云端數據等多方面的互聯互通。在傳統工業生產環境中，各類儀表設備往往是孤立存在的，無法實現數據共享與交互。然而，隨著網絡技術的發展，熱工儀表與自動化儀表能夠通過先進的網絡協議，如工業以太網、無線通訊技術等，實現設備間的信息交流和數據共享。這樣一來，工廠管理者可以獲得全面、實時的生產數據，便于監控、分析和優化生產流程，進一步提高生產效率和質量。此外，網絡化也為設備維護帶來了便利。通過遠程監控和故障診斷，工程師可以及時了解設備的運行狀態，提前預防故障，避免生產中斷。同時，通過收集、分析設備運行數據，工程師可以深入地理解設備的性能，以便進行優化和改進。

2.2 智能化

隨著人工智能和大數據技術的迅速發展，熱工儀表與自動化儀表的智能化已經成為一個不可忽視的趨勢。智能化是對網絡化的進一步拓展和深化，它強調的是通過高級的算法和數據分析，賦予設備更高層次的決策能力和自主性。在智能化的推動下，熱工儀表與自動化儀表已經開始擁有自我學習和自我優化的能力。例如，通過深度學習算法，設備可以對大量的運行數據進行分析，識別出數據中的模式和規律，從而預測設備的運行趨勢，及時調整操作參數，提高設備的性能和效率。此外，智能化還意味著設備的故障預防和維護能力得到顯著提升。通過實時監測和分析設備的運行數據，可以預知潛在的故障，自動發出警告，甚至在故障發生前進行自我修復。這種智能的維護方式不僅可以大大降低設備的停機時間，提高生產效率，也能降低維護成本，延長設備的使用壽命。智能化的發展還提升了用戶的設備體驗。例如，通過用戶界面的智能化，設備的操作變得更加簡便直觀，使得用戶無須專業的訓練就可以快速上手。同時，設備也可以通過學習用戶的操作習慣和偏好，進行個性化的調整，提供更加貼心的服務。

3 結語

綜上所述，熱工儀表與自動化儀表的檢修和校驗不僅保障了生產流程的精準度和高效性，也確保了工業設備的穩定運行和使用壽命。在這個過程中，工作人員不能忽視在檢修和校驗過程中遵循的各種方法和原則。與此同時，隨著技術的發展，網絡化和智能化已經成為儀表發展的主要趨勢。這些技術不僅提高了儀表的性能和精度，還提高了工作效率，降低了故障率，為工業生產帶來了諸多便利。