CN112484885A - 一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，所述方法包括数据采集装置和上位机，所述上位机在设定采集实验数据参数、确定通信协议后，可以完成对所属数据采集装置中试验数据的自动采集；实现数据采集过程的自动控制，数据的自动采集、显示、存储、处理和报告的自动生成等功能，从而实现热电阻原位响应时间测量的自动化。本发明大大提高了核电站热电阻响应时间测试的自动化水平，减少了人员工作量，减少了人因错误，提高了测试效率，满足了核电站在热电阻原位响应时间测量需求。
Description
技术领域
本发明属于温度计的性能测试技术，特别涉及实现热电阻原位响应时间测试的自动化。
背景技术
热电阻是工业中应用最广泛的温度计，其电阻值随着接触介质温度的变化而变化。响应时间是热电阻的一个重要性能指标，定义为在热电阻所处介质温度出现阶跃变化时，热电阻的电阻值变化至相当于该阶跃变化的63.2％所需的时间。
传统的热电阻响应时间测试一般在实验室中采用插入法完成，这需要将热电阻从工艺环境中拆除，无法反映热电阻在使用过程中因为运输、安装、使用工况差异等带来的影响，如温度计元件与套管之间的间隙、杂质等。目前在国内的部分核电站中，已经要求采用原位测量的方法定期对热电阻的响应时间进行测试。
热电阻的响应时间原位测量方法主要有回路电流阶跃响应法和自热法。回路电流阶跃法将若干毫安的阶跃电流加至热电阻引线，引起电阻元件自热，测量热电阻因为自热引起的电阻值瞬态变化信号，通过模型计算给出温度计的响应时间。自热法利用热电阻的自热系数与响应时间成一定正比关系的原理，通过测量自热系数来定性测量响应时间是否在两次测试期间发生明显变化。
核电站热电阻原位响应时间测量具有以下特点：
1)单次测试项目需要完成几十个热电阻的响应时间测量。
2)单个热电阻测量时间往往达到近1个小时。
3)试验过程需要记录多种类型的数据，且数据量较大。
4)需要尽快给出响应时间测量结果，以便对响应时间不合格的热电阻及时进行维修或替换。
5)核电站中给出的热电阻响应时间测量窗口往往比较短。
基于以上特点，有必要实现热电阻响应时间测量的自动化来提高测试效率。
发明内容
本发明针对核电站中热电阻响应时间自动化测量的需求和特点，一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，实现数据采集过程的自动控制，数据的自动采集、显示、存储、处理和报告的自动生成等功能，从而实现热电阻原位响应时间测量的自动化；所述方法包括数据采集装置和上位机，步骤如下：
所述上位机在设定采集实验数据参数、确定通信协议后，可以完成对所属数据采集装置中试验数据的自动采集；
设置采集参数：在所述上位机内设置采集实验数据参数；
选择测试方法：回路电流阶跃法或自热法；
调整数据采集装置试验参数，根据所述上位机的试验数据参数调整所述数据采集装置的电源和电阻参数；
数据自动采集：所述上位机接收来自于所述数据采集装置的实验数据，包括电压信号，所述电压信号与热电阻的温度基本成正比，可以表征热电阻温度的变化；
存储数据：所述上位机接收到的试验数据；
判断是否有错误：如无错误则进行结果计算，如有错误就人工确认是否需要重新采集；如需要重新采集则重复调整存储步骤，无需重新采集则进行结果计算；
计算结果：所述上位机自动计算响应时间或自热系数。
优选的，所述上位机可收集项目数据、测试热电阻数据和试验数据；
所述项目数据为项目基本信息，包括项目名称、机组名称、机组状态、委托单位、测试热电阻编号、试验数据编号；
所述测试热电阻数据为热电阻的参数和测试信息，包括序列号、厂家、型号、位号、试验数据编号；
所述试验数据为试验采集的数据，包括单次采集时间、两次采集的时间间隔、采集的最大电压、最大电流。
优选的，所述上位机可以支持多个热电阻同时测试。
优选的，所述上位机内置完整算法，可以自动使用回路电流阶跃法计算响应时间，使用自热法计算自热系数。
优选的，所述上位机可以通过电子化表格的形式导入所述项目数据。
优选的，所述上位机可以对历史试验数据按所述项目数据进行查询。
优选的，所述上位机可以根据存储的所述项目数据、所述测试热电阻数据、所述试验数据及自动计算的结果，根据预先设置的报告模板自动生成测试报告。
本发明大大提高了核电站热电阻响应时间测试的自动化水平，减少了人员工作量，减少了人因错误，提高了测试效率，满足了核电站在热电阻原位响应时间测量需求。上位机具有采集过程的自动控制，采集数据的自动显示、存储和处理，热电阻信息的自动导入，报告的自动生成等功能，从而实现了热电阻响应时间的自动测试。
附图说明
图1为热电阻响应时间测试系统结构示意图；
图2为热电阻响应时间测试系统流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本方法使用如图1所示的测试系统完成响应时间测试。测试系统主要由数据采集装置和上位机组成，上位机上安装有一套响应时间自动化测试软件(下面简称“上位机”)。上位机与数据采集装置通过数据通信线连接。
数据采集装置中有开关、电源、电阻等元器件。响应时间的数据采集需要调节电源电压、控制开关通断来完成采集过程。上位机在人为设定参数后，上位机根据预先设定的程序自动向数据采集装置发出控制命令，完成开关、电源的自动动作，实现数据采集过程的自动控制。
上位机可以接收来自于数据采集装置的电压信号，该电压信号与热电阻的温度基本成正比，可以表征热电阻温度的变化。上位机在设定采集参数、确定通信协议后，可以完成数据的自动采集。
上位机可以实时显示并自动存储采集的信号；可以支持多个热电阻同时测试；可以支持回路电流阶跃法和自热法两种测试方法。
上位机的数据分为项目数据、测试热电阻数据和试验数据三部分。项目数据存储了项目基本信息，如项目名称、机组名称、机组状态、委托单位、测试热电阻编号、试验数据编号等。测试热电阻数据存储了热电阻的参数和测试信息，如序列号、厂家、型号、位号、试验数据编号等。试验数据存储了各次试验采集的数据。
上位机可以通过电子化表格的形式导入测试热电阻的基本信息。
上位机可以对历史试验数据按项目号、试验编号等进行查询。
上位机内置完整算法，可以自动使用回路电流阶跃法计算响应时间，使用自热法计算自热系数。
上位机可以根据存储的项目数据、测试热电阻数据、试验数据及自动计算的结果，根据预先设置的报告模板，自动生成测试报告。
如图2所示，上位机按以下步骤完成响应时间的测量：
1)测试人员登录测试系统。
2)填写项目名称、机组名称、机组状态、委托单位等项目基本信息。
3)通过电子化表格导入当前项目需要测试的热电阻基本信息，包括项目名称、机组名称、机组状态、委托单位等。
4)设置采集参数，包括单次采集时间、两次采集的时间间隔、采集的最大电压、最大电流等。选择本次测试的热电阻。
5)选择测试方法：回路电流阶跃法或自热法。
6)调整或确认数据采集装置的电源、电阻参数。
7)开始数据自动采集。
8)采集结果，自动存储数据。
9)判断是否有错误，如无错误则进行结果计算，如有错误就人工确认是否需要重新采集。如需要重新采集则重复6～8步骤，如无需重新采集则进行结果计算。
10)自动计算响应时间或自热系数。
11)重复第4～10步，选择不同的热电阻和测试方法，直到所有的热电阻测试完毕。
使用查询功能确认采集的数据，并点击“报告生成”按钮完成报告的自动生成，测试结束。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (7)
1.一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述方法包括数据采集装置和上位机，步骤如下：
所述上位机在设定采集实验数据参数、确定通信协议后，可以完成对所属数据采集装置中试验数据的自动采集；
设置采集参数：在所述上位机内设置采集实验数据参数；
选择测试方法：回路电流阶跃法或自热法；
调整数据采集装置试验参数，根据所述上位机的试验数据参数调整所述数据采集装置的电源和电阻参数；
数据自动采集：所述上位机接收来自于所述数据采集装置的实验数据，包括电压信号，所述电压信号与热电阻的温度基本成正比，可以表征热电阻温度的变化；
存储数据：所述上位机接收到的试验数据；
判断是否有错误：如无错误则进行结果计算，如有错误就人工确认是否需要重新采集；如需要重新采集则重复调整存储步骤，无需重新采集则进行结果计算；
计算结果：所述上位机自动计算响应时间或自热系数。
2.如权利要求1所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机可收集项目数据、测试热电阻数据和试验数据；
所述项目数据为项目基本信息，包括项目名称、机组名称、机组状态、委托单位、测试热电阻编号、试验数据编号；
所述测试热电阻数据为热电阻的参数和测试信息，包括序列号、厂家、型号、位号、试验数据编号；
所述试验数据为试验采集的数据，包括单次采集时间、两次采集的时间间隔、采集的最大电压、最大电流。
3.如权利要求1所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机可以支持多个热电阻同时测试。
4.如权利要求1所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机内置完整算法，可以自动使用回路电流阶跃法计算响应时间，使用自热法计算自热系数。
5.如权利要求2所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机可以通过电子化表格的形式导入所述项目数据。
6.如权利要求2所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机可以对历史试验数据按所述项目数据进行查询。
7.如权利要求2所述的一种热电阻原位响应时间测试的自动化实现方法，其特征在于，所述上位机可以根据存储的所述项目数据、所述测试热电阻数据、所述试验数据及自动计算的结果，根据预先设置的报告模板自动生成测试报告。
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