Способ диагностирования цепей измерения температур

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано на действующих технологических процессах предприятий, где необходим контроль достоверности показаний термодатчиков и контроль цепей измерения температур. Способ диагностирования основан на сравнении сопротивления проверяемой и эталонной цепей, подключаемого в месте соединения термодатчика контролирующего технологический процесс, или сравнении подаваемого напряжения от эталонного источника напряжения с последующим закорачиванием точек подключения термодатчиков для определения достоверности показания термодатчика и контроля цепей измерения температур. В случае контроля термопары после подключения источника напряжения, а затем его отсоединения точки подключения термопары замыкают накоротко, в непосредственной близости помещают термометр для измерения температуры окружающей среды. По результатам измерения составляют диагностическую таблицу, анализ которой позволяет определить неисправный узел, датчик, характер неисправности или делать вывод о правильности показания термодатчика и о правильности производимых измерений. Способ позволяет уменьшить количество измерений и сократить время поиска неисправного узла. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано на действующих технологических процессах предприятий, где необходим контроль достоверности показаний термодатчиков и контроль цепей измерения температур.

Известные способы контроля температуры с помощью термодатчиков (термопар и термосопротивлений) имеют серьезные недостатки. Термопары и термосопротивления в процессе экслуатации, особенно при высоких температурах технологических процессов меняют свои термофизические свойства, что отрицательно сказывается на точности измерений, в связи с чем требуется их дополнительный контроль.

Известен способ измерения параметров электрических цепей а.с. 1583868, МПК 5 G 01 R 27/00, заключающийся в том, что на соответствующие клеммы цепи подают напряжение от источника напряжения, измеряют ток в контролирующей цепи и расчетным путем определяют искомые значения. К параллельно измеряемой электрической цепи подключают эталонную электрическую цепь с соответствующими номинальными значениями элементов измеряемой цепи. Недостатком способа является то, что способ используется в процессе подгонки, выходного и входного контроля параметров, элементов сложных электрических цепей и не предусматривает диагностику при измерении параметров для действующих технологических процессов.

Известен также способ диагностирования линейной пассивной цепи а.с. 1788482, МПК 5 G 01 R 31/28, основанный на сравнении сопротивлений между узлами проверяемой цепи со значениями аналогичных сопротивлений эталонной линейной цепи путем удаления элементов эталонной цепи, соответствующих предполагаемым неисправностям и поочередным подключением проводимостей с известными параметрами. Недостатком этого способа является то, что способ не предусматривает диагностирования самих цепей измерения и предназначен для контроля линейной пассивной цепи.

Наиболее близким, принятым за прототип, является способ диагностирования линейной пассивной цепи а.с. 1788482, МПК 5 G 01 R 31/28. Известный способ не может быть применен для диагностирования цепей измерения температур из-за того, что в указанном способе параллельно ветвям проверяемой цепи подключают поочередно проводимости, а также из-за сложности дальнейшего расчета, основанного на построении значений векторов проверяемой и эталонной линейной цепи.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности диагностирования цепей измерения температур действующих технологических процессов и повышение достоверности их контроля.

В предлагаемом изобретении диагностирование цепей измерения температуры основано на том, что вместо термодатчиков (термосопротивлений или термопар) в точках их подключения подсоединяют соответственно эталонные сопротивления или источник эталонного напряжения. Затем сравнивают параметры - значения температуры при подключенном термосопротивлении и эталонном сопротивлении (или при подключенной термопаре и источнике эталонного напряжения). Результаты измерений температур заносят в диагностическую таблицу. При подключении вместо термосопротивлений используются эталонные сопротивления нескольких номиналов, подключаемых в разных точках проверяемой цепи. В случае, если типом термодатчика в проверяемой цепи является термопара, в месте ее подключения подсоединяют источник эталонного напряжения. Сравнивают значения температуры при подключенном источнике эталонного напряжения со значением температуры при подключенной термопаре. Результаты измерений температур заносят в диагностическую таблицу. После замера температуры при подключенном источнике эталонного напряжения его отключают. Точки подключения термопары перемыкают накоротко, замеряют температуру, а на расстоянии не более 1 метра от точек перемыкания помещают термометр для измерения температуры окружающей среды. Все измерения температур заносят в диагностическую таблицу. Из анализа табличных значений замеров температур (параметров) составляют диагноз о достоверности показаний термодатчиков и об исправности измерительных цепей температур.

Способ диагностирования цепей измерения температур поясняется структурной схемой устройства, на котором он реализован (см. чертеж).

Устройство представляет собой цифровой многоточечный измеритель температуры и включает: коммутационный блок 1, к которому подключаются кабели 2 и 3 от термодатчиков с различных точек технологических процессов, шину термопары 4, шины зондов 5 и 6, усилитель термопары 7, усилители зондов 8 и 9, устройство визуализации 10 с шиной измерения 11 и шиной "конец измерения" 12, логический блок 13 с адресной шиной 14 и шиной запроса измерений 15, мини-консоль 16 с шиной адреса 17 и шиной данных 18, блок логики последовательности измерений 19 с шиной выбора усилителя 20, контрольной шиной 21 и шиной запроса измерений 22, блок выбора стойки и передачи декодирования 23, с шиной выбора стойки 24 и шиной адреса 25.

Способ диагностирования цепей измерения температур осуществляется следующим образом.

При необходимости диагностирования температурной цепи, включающей термосопротивление, к клеммам 26, 27, 28 коммутационного блока 1 вместо термосопротивления, контролирующего, температуру техпроцесса, подключают сопротивление 29, соответствующее температуре действующего технологического процесса, и определяют значение температуры на экране устройства визуализации 10 или миниконсоли 16 при подключенном сопротивлении 29. Затем к этим же клеммам подключают сопротивление 30 с другим номиналом и вновь определяют значение температуры на экране устройства визуализации 10 или миниконсоли 16. Производят сравнение значений температур и заносят считанные температуры в соответствующие строки "совпадение" или "несовпадение". В зависимости от результата сравнения переходят к следующему шагу. При совпадении значений измеренных температур сопротивления 29 и 30 поочередно подключают к точкам 31, 32, 33 и считывают значение температуры с устройствами визуализации 10 или миниконсоли 16. При совпадении измерений температуры с подключением сопротивлений одинаковых номиналов, сопротивления 29 и 30 подключают сначала к точкам 34, 35, 36, а затем к точкам 37, 38, 39 блока соединительных коробок 40, к которым приходят цепи измерения температур от разных точек техпроцесса.

Результаты всех измерений заносят в диагностическую таблицу. Из анализа табличных значений делают выводы о состоянии цепей измерения температур и термосопротивления, а также характере неисправности (если она имеется).

В случае, если необходимо произвести диагностику цепей измерения, включающих термопару, контроль производят следующим образом. На коммутационном блоке 1 вместо кабеля, подсоединяющего термопару, условно показанного в шине 2, на клеммы 41, 42 подключают эталонное напряжение от эталонного источника напряжения 43 и на табло устройства визуализации 10 считывают температуру, соответствующую заданному напряжению. Затем отключают эталонный источник от клемм 41, 42 и эти же клеммы перемыкают между собой перемычкой 44, 45, а вблизи - на расстоянии не более 1 метра от точек замыкания - помещают термометр и замеряют температуру окружающей среды. Сравнивают температуру, считанную с экрана миниконсоли 16, с температурой окружающей среды в месте перемыкания клемм 41, 42. После этого убирают перемычку с клемм 41, 42 и замыкают накоротко клеммы 46, 47, а на расстоянии не более 1 метра от точек замыкания помещают термометр для замера температуры окружающей среды в месте перемыкания клемм 46, 47. Снова сравнивают две температуры (считанную с экрана миниконсоли и измеренную термометром). В случае совпадения температур при коротком замыкании клемм 41, 42 и 46, 47, перемычку 44, 45 подключают к точкам 50, 51 блока 40. Результаты всех измерений заносят в диагностическую таблицу, из анализа которой делают выводы, аналогичные контролю терморезисторов.

Использовать диагностическую таблицу необходимо следующим образом: если после первого измерения показания не совпадают, то неисправность можно обнаружить уже на 1-м шаге и последующие измерения не производить. На втором шаге (измерение 2) при условии, что в 1-м шаге измерения совпали, обнаруживается неисправность в кабельных цепях. На 3-м шаге, при условии 2-х совпадений на 1-м и 2-м шаге, или обнаруживается неисправность термодатчика, или делается вывод об исправности и термодатчика, и измерительных цепей.

Данный способ диагностики позволяет при минимальном количестве измерений максимально локализовать место или неисправный узел в цепях измерения температур, а также определить неисправный термодатчик и тип его неисправности, включая потерю термофизических свойств на действующем технологическом процессе. Это позволяет без остановки техпроцесса оперативно производить диагностирование цепей измерения температур и в 2-3 раза (в зависимости от неисправности) сокращать время поиска неисправного узла.

Формула изобретения

1. Способ диагностирования цепей измерения температур, включающий подсоединение эталонного источника напряжения, отличающийся тем, что напряжение от эталонного источника, соответствующее температуре действующего технологического процесса, подают к точкам подключения термопар, считывают температуру, соответствующую заданному напряжению, а последующие измерения температур для определения достоверности показания термопар и контроля цепей измерения температур производят при отключении источника эталонного напряжения и коротком замыкании точек подключения термопар, при этом замеряют температуру окружающей среды, считывают значение температур на экране устройства визуализации, сравнивают температуру, считанную с экрана устройства визуализации, с температурой окружающей среды и по результатам измерений составляют диагностическую таблицу, по которой определяют место и характер неисправности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру окружающей среды замеряют на расстоянии не более 1 м от точек подключения термопар.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2