浅谈检测仪表在工业生产中的作用

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【摘要】本文主要通过对生产过程中检测仪表诸参数如温度、压力、流量、物位、成分量、机械量等进行自动检测和控制，验证检测仪表对生产过程和动态对象实施自动定性检查和定量测量，从而体现出检测仪表在工业生产中的重要作用。

【关键词】检测仪表 温度 物位 流量 高炉锅炉热风炉重要性

中图分类号：P184.5+3 文献标识码：A 文章编号：

前言

在生产过程中，人们需要对生产过程中的工艺参数进行检测，以实现对生产过程的监控和自动控制；需要对能源、材料进行检测，以实现低成本、优化管理；对产品进行监测监控，以提高产品的合格率。检测的目的是为了获得定量分析和定性判断的信息，作为分析、判断的依据，为决策提供保障。工业生产中的检测则是通过检测仪表来达到其目的的。

现代化的生产过程是高效、连续的生产过程，为了确保安全，保证产品的产量和质量，减少能源消耗和降低成本，必须对反映生产过程进行情况的诸参数如温度、压力、流量、物位、成分量、机械量等进行自动检测和控制。这些参数是通过检测仪表来检查、测量、控制、分析、计算和显示的。检测仪表可以对生产过程和运动对象实施自动定性检查和定量测量。

测量是以确定量值为目的的一组操作，它是将被检测参数的量值与作为单位的标准量进行比较，得出相应的倍数，即测量结果的数值。检验是用来判断或分辨被检测物质参数是否合格或某种现象的有无，它区分的是被检参数量值所属的某一范围带，而不是某一具体量值。检定则是用来对在用检测仪表定期与标准仪表进行比对，判定被检仪表的准确度是否合格的一种操作。

在工业生产中广义来说，检测仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能，例如用于工业生产过程自动控制中的智能型压力变送器和氧化分析仪，以及集散型仪表控制系统都属于检测仪表。

下面就几种参数具体举例说明检测仪表在工业生产中的重要作用。

1、温度是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，是工业生产和科学研究中最普遍、最重要的热工参数之一。自然界中几乎所有的物理、化学过程都与温度密切相关。许多生产过程是在一定的温度范围内进行的。

例如高炉热风热量是高炉生产的主要热源之一。因此提高风温对于强化冶炼，降低焦比有着十分重要的意义。热风炉是将鼓风机送入的冷风加到高炉所需的温度后送往高炉。热风炉的燃烧控制其目的在于在规定的燃烧时间内，保持最佳燃烧状态，在保证热风炉储备送风所需要的热量同时，尽量提高热效率并保护热风炉设备安全运行。热风炉燃烧在加热拱顶期，设定煤气流量和空气燃烧比以达到最佳燃烧效果，是热风炉燃烧的核心。进入拱顶温度管理期后利用温度测量设定拱顶目标温度、废弃管理温度。当流量保持不变时，调节空气和煤气流量，用以拱顶温度控制和调节空燃比，燃烧炉至拱顶温度达到拱顶目标温度，并使拱顶温度保持在目标温度附近，废弃温度达到设定的管理温度时，转入废弃温度管理期。在废弃温度管理期，设定废弃目标温度。废弃温度达到设定的管理温度后，减少煤气流量继续燃烧，以保证在设定的燃烧时间内，废弃温度上升到目标值，燃烧过程结束。在此过程中实时的温度检测体现的尤为重要。

又如高炉本体系统热电偶主要分布在高炉炉基、炉底、炉缸和冷却壁上，其中炉缸和冷却壁的温度测量非常重要。由于高炉的容积不同，高炉炉缸和冷却壁温度检测点的分布也不相同，但对温度的测量都将形成一个温度场。其目的是为了实时观测炉体内的温度变化和炉壁的冷却情况。在温度场的基础上，以监测其热应力对高炉炉缸、冷却壁的影响，保护炉缸、冷却壁少受侵蚀，避免炉缸出现破损现象，以此来延长高炉的使用寿命、改善高炉冶炼的各项指标。

2、物位检测在工业生产中具有很重要的作用。

例如，在矿槽上料过程中，通过对储槽（或计量槽）物位的检测，可间接求得物料量，从而能保证要求的配料比，及物位检测能为正常生产、质量管理以及经济核算提供可靠的依据。若没有这些检测元件，上料时将无法准确检测供给高炉原料的多少、原料的比例关系及所出铁水的主要成分，从而直接影响着高炉出铁的质量。

对于火力发电厂锅炉汽包水位，若水位过高，将造成蒸汽带水，降低蒸汽品质，轻则加重管道和汽机的积垢，降低压力和效率，重则是汽机发生事故；而水位过低则对水循环不利，并可能使水冷壁因管局部过热而发生爆炸。

又如在炼铁行业高炉生产过程中,高炉探尺是侦测炉内料面的主要手段。高炉探尺能够准确的指示高炉内的料面高度和分布状况并实时显示料线和料速，从而给出是否加料的信号。而炉内料面深度和料面下降速度是动态判断炉况变化,及时掌握炉况是保证高炉稳定顺行高产低耗的必要条件。因此实现真实准确侦测料面是高炉生产中及其重要的环节。

3、流量是工业生产中的一个重要参数。在工业生产过程中，很多原料、半成品、成品都是以流体状态出现的。流体的流量时决定产品成分和质量的关键，也是生产成本核算和合理使用能源的重要依据。因此，流量的测量和控制是生产过程自动化的重要环节。

流量计的测量结果通过专用仪表给锅炉人员提供调整和监视用，便于操作人员根据流量的变化及时调整燃烧工况。另外，蒸汽流量信号和给水流量信号及汽包水位信号三者被引入到给水泵的流量调整上，用以控制给水泵的上水量。运行人员通过蒸汽流量和给水流量的对比，能够发现汽水系统是否存在漏点，还能够及时调整锅炉燃烧，满足生产需要。

通过给水流量和蒸汽流量的对比还能及时发现或避免锅炉事故的发生，例如及时发现锅炉爆管事故。对于采用手动上水的蒸汽锅炉，当负荷变化很大且变化频繁时，其水位就很难控制，调整稍微不及时就可能发生缺水或满水事故。另外，水位的变化与负荷变化有一个时间差，水位的变化总是滞后于负荷变化，可以通过观察负荷（蒸汽流量）的变化，使给水流量的调节有一个提前量，就能减小水位的波动，防止锅炉发生缺水或满水事故。通过给水流量与蒸汽流量的对比还可以帮助管理人员掌握每台锅炉的排污情况（这里指的是累积流量）。如果在热水锅炉补水管道上安装流量计，还能掌握系统补水量并及时发现锅炉系统“跑、冒”等失水现象。

结语

检测仪表在工业生产中的作用是显而易见的。中国的工业运营和生产企业面临着越来越多的挑战。企业需要提高生产效率，符合环保要求，并降低运营成本，以便在当今竞争激烈的全球市场上取得成功。随着科学技术的发展，工业控制的技术发展越来越快，工业控制技术使得工厂的生产效率大幅提高，而越来越精良的检测仪器的应用也大幅度提高了系统的自动化程度。智能型的检测仪器和与之形成的自动化控制系统能帮助企业应对日趋严峻地挑战，并改善工业绩效，使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化，并具有可控性及可视性。

参考文献

[1]《过程参数检测技术及仪表》中国计量出版社