儀器儀表如何滿足現(xiàn)代工業(yè)需求

    編者語(yǔ)：在機(jī)械熱加工領(lǐng)域，溫度的測(cè)試與控制技術(shù)對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。隨著技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)溫度測(cè)控設(shè)備的制造水平有了明顯的進(jìn)步，一些廠家形成了自己的產(chǎn)品特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。如今，日益提高的質(zhì)量要求對(duì)于相應(yīng)的測(cè)溫技術(shù)與設(shè)備提出了更高要求，國(guó)內(nèi)廠家做好準(zhǔn)備了嗎？為此某采訪了溫度儀表專(zhuān)業(yè)協(xié)會(huì)*副理事長(zhǎng)。  

    首先，請(qǐng)您主要介紹一下溫度測(cè)控技術(shù)的進(jìn)展？  

　　*：溫度是一個(gè)重要的物理量，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，諸如溫度、壓力、流量、物位和轉(zhuǎn)速等物理量都必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)量和控制。各物理量中的溫度量為zui多，估計(jì)占總量的50%以上，所以溫度測(cè)量是一項(xiàng)重大的課題。隨著微電子及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)儀表（二次儀表）已經(jīng)得到迅速發(fā)展。如國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)顯儀表精度達(dá)千分之一，可靠性6萬(wàn)小時(shí)，浪涌、射頻、靜放電及脈沖群等EMC指標(biāo)達(dá)三級(jí)以上，達(dá)到國(guó)外同等產(chǎn)品水平。  

　　而相比之下，傳感器的發(fā)展比較緩慢，有許多問(wèn)題需要研究與解決。目前新型溫度傳感器主要有以下幾種類(lèi)型。  

    熱處理、鑄造、鍛壓等行業(yè)的工況環(huán)境比較惡劣，對(duì)于溫度控制儀表的測(cè)試精度和可靠性要求很高。目前，國(guó)內(nèi)外測(cè)溫儀器儀表生產(chǎn)廠家在這方面做得如何？能否滿足實(shí)際的需要？還存在哪些問(wèn)題？  

　　*：我國(guó)熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 9452——2003）明確規(guī)定了熱處理爐按保溫精度（爐溫均勻性）分六類(lèi)。其中控溫指示精度、記錄儀表精度要求，以及熱處理爐有效加熱區(qū)的測(cè)定周期和儀表檢定周期在標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的規(guī)定。  

　　對(duì)于熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)溫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，遵照現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只能對(duì)測(cè)溫系統(tǒng)各個(gè)元件分別進(jìn)行檢定。但采用分立元件法檢定熱處理用測(cè)溫系統(tǒng)的誤差無(wú)法滿足熱處理行業(yè)大部分工藝要求。因此若工廠購(gòu)入的熱電偶未經(jīng)檢定就直接使用，會(huì)使分散性很大，所測(cè)數(shù)據(jù)不可靠，不能用于指導(dǎo)生產(chǎn)。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)采用現(xiàn)場(chǎng)在線整體校準(zhǔn)測(cè)溫系統(tǒng)。  

    采用*的測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于熱處理爐的性能的保證至關(guān)重要 。目前，我國(guó)熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定的方法主要參照標(biāo)準(zhǔn)是哪些？有何特點(diǎn)？  

　　*：我國(guó)熱處理爐有效加熱區(qū)測(cè)定方法的主要參照標(biāo)準(zhǔn)之一，為美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（SAE）的高溫測(cè)溫規(guī)范（AMS 2750C），該規(guī)范包括了溫度傳感器、儀表、熱處理設(shè)備、系統(tǒng)準(zhǔn)確度和溫場(chǎng)均勻性的測(cè)試。  

　　美國(guó)對(duì)零件熱處理爐和原料熱處理爐都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。實(shí)踐證明，只有對(duì)測(cè)溫準(zhǔn)確度嚴(yán)格要求，才能保證滿足熱處理行業(yè)對(duì)工藝溫度的要求。  

    *測(cè)溫技術(shù)和儀器的應(yīng)用，對(duì)控制和提高產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。熱處理、鑄造、鍛造生產(chǎn)企業(yè)如何根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況配置相關(guān)設(shè)備，在這方面您有哪些建議？  

　　*：在美國(guó)國(guó)家能源部、金屬學(xué)會(huì)、熱處理學(xué)會(huì)制定的2020年設(shè)想和遠(yuǎn)期目標(biāo)——美國(guó)熱處理技術(shù)發(fā)展路線圖（Heat Treament Technologe-Roadmap），要求消耗減少80%，生產(chǎn)成本降低75%，熱處理爐壽命提高10倍，熱處理爐價(jià)格降低50%，熱處理生產(chǎn)環(huán)境污染為0等。我國(guó)GB/T 9452－2003熱處理爐有效加熱區(qū)域測(cè)定方法參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其主要參照之一就是AMS 2750C。這就要求我們做好以下工作：  

　　（1）齊全與完善資料：AMS 2750D，AMS 2750C以及美國(guó)材料和實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)等有關(guān)熱電偶方面的技術(shù)資料。  

　　（2）相應(yīng)的的接插件。在執(zhí)行AMS 2750D時(shí)是在爐子生產(chǎn)停頓下進(jìn)行的盡可能快的檢測(cè)，這是SAT（系統(tǒng)準(zhǔn)確度測(cè)試）和TUS（溫度均勻性測(cè)試）測(cè)量應(yīng)注意的。  

　　（3）符合AMS 2750D的校準(zhǔn)。我們可提供國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的熱電偶，按AMS 2750D要求，校準(zhǔn)點(diǎn)間隔<140℃，將示值誤差以修正值辦法處理，提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確度；爐溫均勻性，要求熱電偶一致。  

　　（4）解決耐高溫鎧裝熱電偶的材料問(wèn)題。  

    隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，元器件采購(gòu)渠道的拓展，為我國(guó)測(cè)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)同國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造了很好的條件。目前，在競(jìng)爭(zhēng)中國(guó)內(nèi)企業(yè)所處的地位怎樣？在自主創(chuàng)新方面國(guó)內(nèi)企業(yè)做得如何？  

　　*：元器件采購(gòu)渠道的通暢，以及特殊領(lǐng)域如核電站測(cè)溫儀表等，為國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提供了極大的便利，縮小了與*產(chǎn)品的距離，這在二次儀表方面尤為突出。目前國(guó)內(nèi)測(cè)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)所用的集成電路如放大器、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPU、控制芯片等還是大量依靠進(jìn)口，這也在一定程度上制約了國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的發(fā)展。但現(xiàn)在一個(gè)好的跡象就是國(guó)家有關(guān)部委和集團(tuán)已給予了高度的重視，并采取了相應(yīng)的措施。國(guó)內(nèi)通信與計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的元器件發(fā)展迅速就是一個(gè)很好的佐證。  

    請(qǐng)您展望一下熱工檢測(cè)與控制技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)？  

　　*：作為一名僅僅從事溫度儀表設(shè)計(jì)與生產(chǎn)企業(yè)的科研人員，對(duì)于熱工檢測(cè)與控制技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，實(shí)在不敢妄下推測(cè)，但有一點(diǎn)我堅(jiān)信，我們正努力的追趕并縮小與**的差距。  

　　目前，國(guó)家、地方政府與上級(jí)集團(tuán)給予相關(guān)企業(yè)極大的支持，投入了大量的資金用于技術(shù)開(kāi)發(fā)與設(shè)備改造。例如，上海自動(dòng)化儀表股份有限公司從2006年到目前為止，僅核電儀表的研制費(fèi)用就投入了數(shù)千萬(wàn)元，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。為此，相信通過(guò)業(yè)界的共同努力，我國(guó)的熱工檢測(cè)與控制技術(shù)必將獲得快速發(fā)展。