便携式干井炉的使用方法研究
李宏伟 张晓春 杨国峰 李自喜
（长庆油田分公司第一采气厂，陕西靖边718500）
前言温度是气田生产特别是净化装置运行的重要参数之一，随着装置优化和技术改造工作的开展，运行人员对主要温度参数准确性的要求进一步提高，不同表计指示的偏差越来越受到重视。便携式干井炉，因其具有加热和制冷更快；不使用有烫伤危险的液体；温度范围更宽；体积小，重量轻，可带到现场；应用于工业校准方便快捷等特点，被广泛应用于校准气田工作温度计，如热电阻温度计、热电偶温度计和双金属温度计等。一、干井炉简介作为便携式或台式温度校准器，因其传温介质为干空气，有的厂家叫干式计量温度炉（FLUKE）、干式标准温度炉（HART），也叫干井式温度校准炉（AMETEK），我们这里一并简称为便携式干井炉。干井炉包括一个温度控制物块，通常是一个金属块，它为比对测量提供了一个等温环境。一般配有若干个不同口径可相互更换的铝青铜套管，温度可通过一个带有串行端口和可选的数字通讯端口混合模拟数字控制器进行温度控制。该控制器有一个精密的RTD作为传感器，并使用固态继电器驱动的加热器来控制干井炉温度。由于通过固体块的热传输被减小，因此固体块比搅拌的液槽更容易受到温度梯度的影响。因此，如果通过插块的热损失模式发生变化，这些梯度就更容易受到这种转换的影响。在插块上提供有插孔或井，用于插入温度计。（为了满足不同尺寸的温度计，通常提供具有不同尺寸插孔的插块。）为方便插入和拔出，在温度计和井之间（以及护管和插块之间）要留出一定的空隙。这一空隙会产生热阻抗，阻止其间的热传输。
二、使用现状及存在问题目前气田温度计的校验方法是：将热电偶、热电阻或双金属温度计从补偿导线或接线柱上拆下，拿到实验室，将感温套管直接插入干井炉加热套管内进行整刻度点校验，计算绝对误差。这种方法虽然操作简单，但本质上是一种间接的校验方法。通过分析发现这种校验方法存在许多不足，应加以改进。它忽略了以下几点：(1)系统综合误差中未能包括热电偶补偿导线、线路电阻等本身的误差，结果不能代表该系统工作时的实际值；(2)若用热电偶、热电阻的检定结果与上述结果进行综合，可以减小这种影响，但工作量大，仪表退出时间长；(3)此法不能考虑实际二次表对温度测量结果的影响，只能对温度测量系统中的一部分进行校准，所得数据很难代表仪表实际工作时的误差。因此为了适应气田生产的新要求，必须找到一种能够可以随时、准确、快速地进行温度测量系统综合误差校验的方法，才能提高对温度仪表准确性的监督能力。三、改进措施如果使用干井炉时把热电偶、热电阻等测温元件从保护套管中拆下，直接插入干井炉内加热升温。对于数字温度测量系统(分辨率小于允差的 1/5)可直接将干井炉的设定点设为待校验点，待温度校验器的指示温度稳定、蜂鸣器提示后等待 10～15 min(由于工业热电偶、热电阻热惯性大、反映慢)后在二次表上读取指示值，与干井炉显示结果比较计算误差；对于其它温度测量系统可将其设定点设为待校指示表整刻度点以下 5～10℃，根据两者偏差情况调整设定点，指示表指示整刻度点并稳定后，读取校验器示值，计算误差。经过多次试验证明，这种校验方法对于分散控制系统(DCS)或数据采集系统(DAS)以及用高分辨率的数字温度表组成的测温系统尤为适用，能达到事半功倍的效果；同时也发现，用温度元件、补偿导线、二次表的校验数据进行综合所得到的结果，与实际加温校验所得到的结果有较大偏差。本文认为采用现场温度校验器进行温度系统综合误差的校验，校验结果真实、可靠，具有广泛的推广意义。四、结束语一个高精度和高稳定度的温度测量系统，保证其“绝热”也就是说完全阻止热传输是不可能的。人们通常使一个足够大的体积在其达到热平衡的条件下，认为其内部质量中心处某一微小体积的温场梯度足够均衡，这就是为什么温度校准源体积庞大的重要原因之一。另外，一个温度系统的热传输也是十分复杂的，常常通过热的传导、对流和辐射来完成，可以想象，一下子使其温度突变并达到热平衡几乎是不可能的，这就是常规温度标定源为了保证一定的温场均匀性，仪器体积大，升、降温时间长，造成工业领域内温度测量系统的检查、维修和标定，费时费力费钱和由于多次拆装温度探头而影响系统的可靠性。 工业领域希望能有一种小型轻巧象压力校验仪一样的便携式温度校正源（恒温槽），然而这种小型便携的温度校验仪，必须克服由于体积减小而造成的温场均匀性不良和稳定性差的弊端，要使温度升降在较短的时间内达到稳定，必然要有加温和冷却的密切配合，都能使升温降温时间减少，在小型化恒温槽内冷却和加温又影响到温场均匀性，所以综合各方面的因素，达到超小体积而具有一定精确度，快速升降温的便携式温度校正仪，是温度测量技术领域中多年探索研制渴望得到的现场应用仪器。
为使干井炉在实际现场作为标准源开展检定工作的准确性，必须不断研究探讨干井炉的校准方法，从而保证温度量值在气田传递的可溯性和合理性。参考文献：[1]《JJG1030-98,恒温槽技术性能测试规范》[2] 《JJG141-2000工作用贵金属热电偶检定规程》 [3]《JJG829-93电动温度变送器检定规程》[4]《JJG368-2000工作用铜-铜镍热电偶检定规程》[5]《JJG226-2001双金属温度计检定规程》 
