СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦЕПЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР Российский патент 2003 года по МПК G01K15/00 G01R31/28 

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.

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.

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.