摘 要：温度控制仪表广泛地应用现代化工业生产领域，数字化控制技术、计算机网络控制技术在温度控制仪表应用过程中发挥着越来越重要的作用，仪表装置也实现了大幅度变更。本文尝试以此作为基础，分析温度控制仪表的现状与改进措施，旨在为工业生产发展提供助力。
关键词：温度控制仪表；发展应用；现状特征
引 言：
随着科学技术发展和行业进步，温度控制仪表不断改进，设备技术水平提升，体现出数字化、智能化控制特点，为工业生产管理提供了更大发展空间，从源头上提升了温度控制仪表的应用效能，体现了突出的现实价值。但是在温度控制仪表改进过程中，行业工作者缺乏敏锐的观察意识与创新意识，导致设备改进技术水平不高，这也是当前我们面临的重要研究课题。
1.温度控制仪表的发展及现状研究
温度控制仪表系统发展是随着控制技术的发展而逐步完善，其经历了诸发展阶段，具体能够通过温度控制仪表能源装置的变革，对温度控制仪表发展阶段、类别作出进一步细化研究。
根据能源装置差异，可将控制仪表划分为电动、气动、液动几大类别。首先从气动温度控制仪表来讲，其具体是依托气压产生动力促使仪表工作，具有着性能可靠、稳定的特征，且气动仪表不受电磁场干扰，现实中多应用于大型装置设备的周侧，维持装置设备的正常运作。其次，从液动温度控制仪表来讲，其具体工作原理同气动仪表并无太大本质区别，同样具有着结构简单、运行安全、稳定等优势，同属较早存在的温度控制仪表门类。但随着远程控制技术发展，现代工业生产中的控制系统规模及复杂程度不断加大，对于温度控制仪表技术要求也日趋增强，气动、液动控制仪表逐步难以满足工业控制技术发展需求，由此即助推了电动控制仪表的应用发展。
电动温度控制仪表，其动力源主要为电力，因此相比气动与液动控制仪表，其受电磁场干扰影响相应较大，易导致控制系统稳定性下降。但是伴随微电子技术的逐步完善，电动温度控制仪表运行受电磁干扰产生的稳定性影响问题得到了有效解决，由此也进一步增强了电动控制仪表的应用层次范围。从电动控制仪表原理来讲，能够将其划分为模拟式电动温度控制仪表和数字式温度电动控制仪表两大类别，两类仪表均为当前工业生产控制领域广为适用的现代仪表门类[1]。
2.温度控制仪表普遍存在的问题
2.1被控温度点的滯后性
温度场呈现梯度变化特点，温度随着时间延长逐渐发生缓慢变化，为了有效延长仪表使用寿命，需要防治设备腐蚀、污染问题，温度控制仪发挥温控作用，一般为铠装的热电偶或热电阻当它的温度上升到设定点温度时，必然有一个时间的滞后性使被控温场冲过温控点，而过冲幅度与热功率的大小成正比，与温场的大、小成反比[2]。
为了实现温度场过冲幅度的控制目标，在实际设备操作中，需要摸索控制要点，不断测试和校正，找到实操过程中控温点的实际PID是参数对应点调整到相应水平，实现预控目的。以下我们称它为调控点。
2.2加热系统与PID调控系统设计不匹配
目前的工艺水平之下，实验室内部应用温度控制仪表的加热系统中，很多时候加热仪器仅配置一组加热元件，当温场达到调控点时，便使用切断该组元件的电源实现保温目的。随着时间的推移、温场发生变化当温场降到一定值时又启动该组件元件的电源供电进行加热从此周而复始动作频繁。例如，有一用户要求我们对一个体积 1.2m3 恒温控制培养箱进行改造, 提高它的控温精密度和稳定性。其温控部分的电路图如图 1(不含虚线内二组加热元件)所示, 温控的锯齿波形如图 2 所示。
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图1
3.改进方法
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图2
为了获得快速、稳定、准确、精密的均匀性温场，笔者立足自身的实践经验，
决定把它改造成具有二组分别控制的不同功率的加热组件如图1所示温控的电路中加入了一个功率10w，电阻值为4840Ω的第二组加热元件(虚线内)，从图1的电路中，我们可以看到因为新加入的第二组加热元件10w电阻值4840Ω，并联在第一组加热元件电炉丝上，当恒温箱开始工作交流接触器接通时，升温指示灯亮。电炉丝通过大电流加热，第二组加热元件作用很小，当加温到温控高点时， 交流接触器开关断开，第二组加热元件维持加温，延缓温度的下降时间。就得到了较为理想的图 3 所示的波形图。
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图 3
上述改造案例可以说明，想要提高现有水平的温度控制仪表的精读，我们在改进工作中要有创新理念。具体操作过程中，按照控温空间、控温点、控温系统密封性要求，制定配套的第二、三组加热组件。结合整体控温环境，以实验方法大致计算控温密封体的热量散发量Q散，从理论角度上来说，升温到控温点之后，我们可以按照控温要求以及控温密封体的热量散实验估算值Q散 , 选用一组标准化加热元件Q，使Q 散=Q ，这时候的控温效果一般就达到了理想状态[3]。
以上的问题解决之后，均匀性温场获取难度降低，这是因为温度场具有梯度性特点，控温常一般有散热装置，可以实现场内的循环对流，足够的循环时间条件下且不出现大功率加热情况，温场的均匀性可以不断提高。
4.控制仪表的发展趋势
综合当前温度控制仪表的实际发展情况及信息技术完善情况，笔者认为未来温度控制仪表技术将主要朝着下述几个方向发展：
首先，即向着小型化的 DCS 系统发展，因为 DCS 系统运行的整体效果相对较好，所拥有现实功能也相应较多，能够有效适应石油、化工、电力、冶金等各类工业企业生产控制应用，未来发展空间较大。但从当前而言，因为 DCS 系统应用价格较高，为切实下调温度控制系统的应用成本，能够专注于小型 DCS 系统的应用功能、性能研究，以降低应用成本的同时，扩大 DCS 系统温度控制仪表的现实应用范围[4]。
其次，从应用技术看，未来温度控制仪表的发展也将向着微小型化与智能化范畴迈进，会涌现大量采用新型传感器、超大规模集成电路、计算机及专家系统的信息技术产品。从当前出现的“芯片式仪器仪表”、“芯片实验室”、“芯片系统”等来看，温度控制仪表的智能化与微小型化也将是长期发展的普遍趋势[5]。
再者，从温度控制仪表应用技术来讲，伴随嵌入式连接技术和联网应用技术逐步得到重视，后续发展中，温度控制仪表的测控应用范围将向着层次化、立体化层面扩展，测量控制也会向着网络化、系统化发展。而协同温度控制仪表设备测控应用区域持续向着层次化、立体化发展，仪器仪表、测控装置也将不再以单个装置形式呈现，必然会向测控装置网络化、系统化方向发展延伸。
结束语：
综上，温度控制仪表在工业生产控制体系中发挥着重要作用，随着技术设备研究水平的逐步提升，自动化和智能化控制技术得到广泛应用，这对温度控制仪表的改进和优化有着推动作用。目前我国温度控制仪表改进水平还不理想，需要持续关注实际生产需求，结合各行业的生产控制要求推动技术设备改革与发展。上文主要分析了温度控制仪表现状和改进措施，希望观点有参考价值。
参考文献：
[1]林王坚.刍议现代控制仪表的研究现状与特点[J].科技创新与应用,2014,22(05):286-286.
[2]赵燕燕.浅谈过程检测与控制仪表日常维护检修经验[J].科技创新与应用,2014,32(07):81-81.