攻克溫度測量系統的安裝難題

　　如何正確安裝?

　　溫度測量系統(一個帶連接頭的傳感器、一個套管以及一個變送器)的有效程度，取決于多種因素，其中就包括正確的安裝。如果你不是設計工程師，你可能并不知道，在設計中，針對諸如安裝位置、安裝方式、浸沒深度為多少、可能安裝位置處的環境條件等問題，作了何種設計考慮。 因此，應當考慮幾個安裝因素，包括安裝、穿孔位置、插入深度、固定方式和安裝接線等。

　　以下是在溫度測量系統的工程實施以及緊隨其后的安裝需求中應當考慮的幾個注意事項：

　　1. 確定開孔位置

　　第一步，從確定合適的測量點開始。該點應該可以代表期望測量的點，并且可以安裝儀表。確定管道或容器的尺寸，絕緣層的厚度，周圍存在的、可能會妨礙套管安裝以及將來維護或更換的構筑物。考慮整個裝置的尺寸，包括內部安裝的變送器和連接頭。

　　在安裝位于下游的靜態混合器、熱交換器或其它產生紊流的元件時，插入點應距離下游流體重新進入平穩流動的均勻流體的混合點足夠遠。一般來講，下游距離等于25倍管道直徑就足夠了。

　　對于比較嚴苛的應用場合，比如帶有層狀流動的粘性流體，其管壁的溫度和管道中心的溫度并不一致。為了到達比較有代表性的管道中心流體區域，插入深度十分關鍵。較小的管道直徑，會帶來更多的挑戰，因此可以考慮使用三通接頭安裝或以某種角度插入。

　　選擇適當的位置之后，在切割并安裝套管之前，確定是否有必要排干并清潔管道或容器。確保取得適當的許可和批準。

　　2. 檢查插入深度及其它尺寸

　　盡管設計工程師根據手頭的資料，已經確定套管的安裝方式以及插入深度，但是安裝技術人員仍然有責任檢查管道或罐體的直徑尺寸，確定所提供的套管具有正確的插入深度。盡管沒有一個標準的共識來確定套管的插入深度，但是在過程工業內，有一些常用的實踐經驗可供遵循。理想情況下，套管的端部應處于最優的過程點，典型情況下應靠近管道的中心線，該處的流體情況可以代表真實的過程溫度。為了取得最優的性能，有一個通用的原則可用于確定套管插入管道的深度：對空氣或氣體檢測物，插入深度應是套管直徑的10倍;對液體檢測物，則是5倍。

　　通過以下幾個因素，可以驗證套管的其它尺寸：

　　■ 保溫層厚度;

　　■ 連接類型;

　　■ 保溫套長度;

　　■ 為了穿過保溫層需要延長的長度。

　　3.安裝設備

　　在設計階段，工程師可能已經根據過程環境中所要的壓力等級、流體速度、流體類型、法律和法規的要求、工廠管道的規格和參數等情況，確定了套管的安裝方式：螺紋、焊接還是法蘭。考慮到響應速度、機械強度、伴流頻率等因素，使得設計一般傾向于使用直形、錐形或者臺階式外形的套管。

　　4. 安裝接線

　　在考慮選擇如何可靠地將從現場傳感器獲取的、具有應用所要求的性能水平的信號傳遞給控制系統時，有多種方案可選。

　　最常見和首選的安裝方式是將變送器、傳感器和套管集成安裝。其它情況下，可以將變送器單獨安裝，但是需要靠近傳感器-套管組合體。

　　或者，傳感器通過屏蔽雙絞線與接線柜連接。從接線柜接出的多對線束會連接回主控室。理想情況下，在工程設計階段，已經確定了電纜的類型。在所有情況下，導線應雙絞并具有與環境條件相適應的絕緣護套，還應安裝在電纜槽內。對于多芯電纜，有很多種設計。其中比較常見的是分屏加總屏，同時具有漏電引出線，以最大程度地實現噪聲防護，并具有總的絕緣護套。

傳感器引線和輸出電纜應通過電纜槽、連接件進入到變送器殼體和接線盒內，需要使用電纜槽密封圈。

　　接地和浪涌保護

　　正確的接地和浪涌保護在性能提升方面具有很高的價值。每個過程工廠都有專用的關于如何安裝接地和屏蔽的作業指導。如果可行并適用，應當遵循這些作業指導。但是，比較謹慎的做法是親自去驗證一下，這些指導是否適用于你的安裝情況。如果對如何實施有疑問，則應咨詢現場電氣團隊的領導或參考下面的指導建議。

　　瞬態和浪涌保護

　　在很多電廠環境下，由于雷電和其它瞬態過壓事件引起的浪涌，會導致產生具有高電壓水平的尖峰和浪涌。針對測量錯誤或由于這些浪涌所造成的損害，增加保護措施是一種謹慎的考慮。高端變送器所提供的可選瞬態鉗制功能，可以集成安裝在殼體內部。

　　組態和校準

　　根據采購技術規格書的不同，在工廠中也許已經根據專門的過程要求，對傳感器和變送器組合進行了組態和校準，但是如果沒有清晰的描述，不要假定已經完成該工作。強烈建議檢查所有的設定值，以確保其與最新版本的控制回路圖一致。供應商用戶手冊將提供量程、警示、報警、阻尼和診斷功能等的操作指導。

　　一旦變送器組態完畢，就需要對其進行校準。也許制造商已經對其進行了校準，這就無需再做更改了。但是，利用恒溫池或恒溫箱測試系統的量程，來檢驗傳感器和變送器的完整性，是一個非常好的做法。

　　調試建議

　　很長時間以來，調試被稱為“系統啟動”或“循環檢查系統”。無論在你的工廠叫什么名字，任務都是一樣的。檢查的內容包括：每個回路的每個接頭是否都做了適當的保護、有適當的標簽，在現場和控制室是否都接線了。進一步的檢查還包括對每個回路進行操作檢查，以確認設定值正確，已經實現了設計功能。細心地使用回路參數手冊和儀表規格手冊，有助于指導完成該過程。對于安全儀表系統，強制要求使用文件記錄該過程的完成情況。

　　確保最佳的性能和精度

　　在安裝系統前，檢查指導手冊以確認你所要安裝的設計是預期應用的最佳選擇，是非常明智的做法。如果需要任何變更，在車間變更的費用要遠遠小于在現場變更的費用。有些關鍵的建議，可以確保你的溫度測量系統實現最佳精度和性能：

　　■ 對于很多應用場合，適當規格的RTD傳感器，應該是第一選擇，除非測量溫度范圍超過600 ℃。測量溫度在600 ℃到850℃之間，根據應用場合來確定。如果測量溫度超過850℃，則熱電偶是唯一適用的選擇。

　　■ 只要條件允許，將傳感器和變送器集成安裝，可以減少傳感器引線引入的噪音。

　　■ 使用雙支變送器，可以將環境對變送器的影響降低到最小。

　　■ 對于快速響應的場合，使用臺階式套管。

　　■ 如需進行伴流頻率分析，要確保所選套管布置適當，能夠經受由于流體流經套管時造成的漩渦脫流所造成的振動。

　　■ 在變送器組態中使用傳感器專用的CVD常數時，確定傳感器和變送器之間的匹配。CVD常數對傳感器進行了量化描述，因此可以提供更好的測量精度。

　　■ 使用雙元傳感器或兩個獨立的傳感器，以實現冗余和漂移監視。

　　■ 如果安裝于電磁噪聲環境中時，需要確定瞬態保護。

　　■ 考慮定義和使用變送器智能濾波、診斷和其它可選功能，以提高測量的完整性、可靠性和精度。

　　讓實際安裝和設計一致

　　經常會發生這種情況，設計和儀表規格書在P&ID和其它設計圖紙定稿之前完成。因此對于安裝團隊來講，非常重要的一點就是確定設計工程師設計的系統與實際應用的最終設計需求一致。越是重要的測量，越是要重視每一個安裝細節。

　　相對于延誤啟動時間，或者請求非計劃停機來對系統做變更或矯正安裝中出現的問題來說，第一次就把事情做對，是最經濟、最容易的方式。