热处理中的校准和测试控制部件

校准什么？何时校准？如何校准？

您希望您的处理过程长期准确、连续和可重复的。当ISO合规性或客户的质量控制要求证明您的操作的完整性时，您需要做好准备。

因此，确保每年检查和记录一到两次所有过程关键信号。

为了获得所需的质量、产量、安全性和能源效率，一些但不是所有的过程变量必须是精确的。为了获得较佳的成本和效率，请记住能较好地应用您勤奋和严格容忍度的地方。

校准器

你的测试设备准备清单。
1. 精密多功能信号源(也称为校准器)，将会输出精确的(0.1%或更好的)电压和电流信号，模拟各种设备的输出，如热电偶，RTD和变送器。除了模拟这些设备，他们可以测量他们的输出，并在工程单位显示指示。

2. 升压箱。这是一个带有一对直流输出端子的小盒子。它包含一个电池，一个性能好的、粗的电位计和几个电阻。您可以自己做一个。它可以把一个信号发送到一个仪器或过程进行快速测试，而不涉及校准。您还可以购买从启动箱到精密校准器等价格、性能和功能各不相同的产品。

3. 精密万用表。
4. 钳形电流表。
5. 手电筒，示意图和手册。
6. 用于记录的剪贴板或预打印表格。
7.用于校准温度传感器的可调温度源。

检查和校准的项目

用于驱动温度指示器、记录器或控制器的热电偶或RTD。将仪器放在工作台上，打开并使用正确的延长电缆连接校准器。RTD仪表使用铜线。等待10-20分钟，使两者都达到室温。在可用范围内至少注入四个信号，外加一个接近工作温度的信号。记录发现的指示-如果进行任何校准调整，则记录在左侧。

仪器的工作环境可能与工作台上的工作环境相差几十度。如果怀疑在两个位置执行的校准不一致，请先在工作位置进行校准，然后在正常室温下在工作台上进行校准。

在上一篇专栏文章中，我讨论了仪器与热电偶和不匹配或错误连接的热电偶延长电缆相结合的问题。

这会在几分钟或者几小时内引起不容易发现的错误。您可以通过现场校准并将校准信号发送至热电偶头处的延长电缆（首先断开热电偶）来检测这些错误。

假设您正在从传感器位置校准装置上的RTD。您正在向电路中添加（通常是三条）电缆，电路并没有参与工作台校验。如果电缆的电阻相等，比如说在三芯铜电缆，您将得到与工作台校准相同的结果。检查仪表规范，以了解电阻和电阻不平衡的影响。

报警设置。校准仪器后，在斜坡模式下使用升压箱或校准器，检查警报相对于其设置的跳闸位置。缓慢接近上下限来检查死区。

温度发送器和信号调节器。同样的原则也适用于指示器。在输入端输入模拟过程信号。你通常不会得到指示。您正在寻找与预期传感器的温度范围相对应的线性直流输出（例如4–20mA）。

将精密万用表连接到输出端，并将一系列精密输入信号与其相应的模拟输出信号进行比较。请记住，一些低成本的发送器和信号调节器在输出高电平时会再现任何非线性输入信号（例如来自热电偶）。

来自控制器等的重传信号可被视为来自发送器和信号调节器的输出，但您必须将这些输出与它们所表示的控制器中的值进行比较。例如过程温度、设定值、与设定值的偏差或输出百分比。

校准器的高级特性
一些高级校准器有以下功能:

• 以可控的速度上下倾斜输出。
• 输入并显示输入信号，同时显示被测设备的输出
• 抓获内存中的数据，通过PC接口上传，以便存档、打印和分析(请注意，校准器无法看到和捕捉电厂仪表指示。你仍然需要用眼睛阅读和书写或输入。）
• 校准和配置Hart通信发送器。它们通过模拟输出信号线传输数字信号。

控制信号和温度传感器校准

控制信号由控制器发出，并应该控制电动阀、电动气动阀、电机驱动器和SCR加热控制器等最终控制装置。他们控制的程度通常是非当不精确的和非线性的。在这一阶段进行检查而不称为校准对控制性能很重要。你可以把模拟的控制信号输入这些设备，然后检查输出。注意他们的反馈信号（如果有的话）代表什么。它们很可能是控制信号的线性模拟，而不是您试图传递的内容的评判，例如燃油流量或电力。您可能会注意阀门行程、死区、风扇转速、加热器电流，但这并不等于按比例输送热量。有了电热，你可以用一个精准的钳式rms电流表来检查你的加热器电流表。然后你可以做一个快速的I²R计算，在加热器电阻恒定的情况下确定加热器功率。

相比仪器校准，温度传感器校准工作量少得多。它可能是是缓慢和乏味的，但同样重要。

通常只有在烧坏或损坏的情况下才更换传感器。随着校准时间的推移，操作员有时会本能地调整控制器设定值，以保持良好的结果和产出。更换传感器后，修改后的设置将变得不可靠。

热电偶内的两根导线可能会间歇性地连接在一起，从热接点返回后，控制器将接收到减少的信号。控制器将做出响应并调高温度，但不会显示温度升高。它需要警报操作员或一个独立的报警装置来检测过热。

使用一种以上热电偶的电厂可能会装置一个备用热电偶或插入一个不匹配的备用控制器。在维护期间，J型和K型交换并不少见，指示也没有很大差别。

在工作温度下，每年检查一到两次关键传感器。标记它们的类型和任何已知的校准错误。

液体温度校准器是一个常见的选择，可达到250°C（480°F）。一个干块校准器（一个加热的金属块，并带有传感器的深孔）最多可达600°C（1112F°）

氧化铝颗粒流化床的使用量可达1100°C（2012°F） 。专门设计的熔炉温度可达1600°C（2912°F）左右，会使用铂RTD或铂/铑热电偶控制温度。

带有重金属保护管的传感器可以使校准器散发热量，并且可能难以达到控制器指示的精确温度。将传感器插入深处，并在可行的情况下拆下管。确保RTD的所有绕线传感段都位于热区深处。

干块校准器

红外温度计
目标错位、发射率变化、不干净的镜头或视线路径，都会导致准确性下降。
确定你的目标和清洁，如果你可以得到一个目标上的热电偶，读取其真正的工作温度。微调红外仪器的发射率，使其读数与热电偶的读数一致。

通用注释

• 校准时，如果显示不可接受的跳跃数字，请更换仪器。在使用中，您可以预期快速移动的信号会产生一些不稳定，而不会将其归因于干扰或缺陷。来自温度传感器的信号通常是平静而缓慢的。
• 对于模拟指示，将信号缓慢地上下移动至检查点来检查死区（也称为滞后）。这样可以发现仪表上的无效枢轴和记录仪上的过度摩擦或其他伺服系统。
• 请注意，数字定位，非伺服图表记录仪和无纸记录仪没有滑块或其他位置反馈设备，不存在死区。
• 考虑使用一家成功的仪器服务公司，这样的公司会为训练有素的技术人员和精确的NIST可追踪测试设备做投资。