工业自动化的活化石｜单元组合仪表（3）

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单元组合仪表-往期回顾

工业自动化的活化石｜单元组合仪表（1）

工业自动化的活化石｜单元组合仪表（2）

4.1

气动单元组合仪表

20世纪50年代初期，美国福克斯波罗Foxboro公司别看它在21世纪逐渐衰败，甚至沦落到被其它公司收购的境地，可在那个年代却是全球最牛气的自动化仪表公司，它开发了气动单元组合仪表。苏联在20世纪五十年代后期，也致力于由位移式04型气动基地式调节器向力平衡式AYC气动单元组合仪表升级。其中1958年在中国兰州炼油厂建设的100万吨/年原油项目属建国初期苏联援建的156个项目之一，自动化仪表就配备了苏联产04型气动基地式温度调节器、AYC气动单元组合仪表和气动执行机构。

4.1.1   QDZ-I型气动单元组合仪表

1963年，中国首批试制的QDZ-I型气动单元组合仪表（见图6）陆续在上海炼油厂试用，由于力平衡式仪表的性能远比由喷嘴-挡板构成的位移式04型气动基地式温度调节器先进，体积也大幅缩小，可靠性高、反应快，很快就得到大范围应用。1963~1965年，首批试制的QDZ-I型气动单元组合仪表还在兰州化肥厂302厂硝酸铵车间氧化炉、上海杨树浦发电厂、南京炼油厂组合成单回路调节系统、串级调节系统、配比调节系统等，进行了长达半年的现场运行考核，现场试验进行顺利，证明这套仪表设计合理、性能良好。攀钢均热炉也采用QDZ-I型气动单元组合仪表实现了炉压调节及炉温与燃料配比串列串级调节。

图6   QDZ-I型气动单元组合仪表

左：气动调节器；中：电气转换器；右：气动定值器

这些仪表都是在仪表盘侧面安装的，形状是方形断面立柱式。而像图6左所示的气动调节器，现在看起来实在是出乎我们想象：这个样子的仪表是台调节器吗？但正侧面的3个旋钮刻度盘分别代表的是P（比例）、I（积分）、D（微分）调整值，仿佛说明它确实是一台调节器，比如它的比例范围是5~250%、积分时间是0.02~5或0.05~20(分)。  

4.1.2   QDZ-II型气动单元组合仪表

1965年，上海工业自动化仪表研究所与上海和平热工仪表厂（应该是现在的上仪一厂）合作，研制QDZ-II型气动单元组合仪表（见图7、8）。产品结构有较大改进，如变送器采用单杠杆力矩平衡式双波纹管反馈结构，性能好、重量减轻；调节器采用波纹管作比较元件，可靠性好、寿命长、可分步调校、维修方便。1969年，南京“9424”工程（上钢梅山基地）使用了这批产品。出于防爆要求，鞍山焦耐院在1975年的60万吨/年焦化厂冷凝鼓风工段通用设计中，选择了QDZ-II型气动单元组合仪表。      

图7   QDZ-II型气动单元组合仪表

左：QBY-11压力变送器；中：QBYF3-32气动法兰式压力变送器；右：气动差压变送器

图8   QDZ-II型气动单元组合仪表

左：QBW气动温度变送器；右：QXJ-C气动调节仪

4.1.3   QDZ-III型气动单元组合仪表

1974年，QDZ-II型气动单元组合仪表开始升级为QDZ-III型的联合设计，由重庆工业自动化仪表研究所负责，川仪十六厂、广东仪表厂、天津自动化仪表五厂、沈阳气动仪表厂参加，采用了印刷气路板、积木式结构和密集安装技术，力求组合便捷、体积缩小，可实现双向自动-手动无扰动切换（见图9）。

图9   川仪十六厂生产的QDZ-III型气动单元组合仪表   

升级后的产品在山东胜利炼油厂进行现场运行考核试验，后通过部级鉴定。1976年，在西安仪表厂、鞍山焦化耐火设计研究院、北京焦化厂联合设计的北京焦化厂苯加氢自控装置中，投运了QDZ-III型气动单元组合仪表。

进入20世纪90年代以后，由于电子技术发展迅猛，微处理机应用普及，电动单元组合仪表具有本质安全防爆认证且性能提升，气动单元组合仪表渐渐销声匿迹，退出了历史舞台。

综上所述，国产气动单元组合仪表的发展进程如图10所示。

图10   国产气动单元组合仪表的发展进程

未完待续

方原柏

2026年4月

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作者简介

  方原柏：湖北黄冈人，昆明有色冶金设计研究院电气自动化分院教授级高级工程师，衡器、自动化仪表、冶金自动化、仪器仪表用户、仪器仪表与自动化等杂志编委，昆明仪器仪表学会理事长，中国衡器协会技术专家委员会顾问，主要从事仪器仪表、控制系统的应用研究，曾出版“电子皮带秤的原理及应用”（1994年，冶金工业出版社）、“电子皮带秤”（2007年，冶金工业出版社）“流程行业无线通信技术及应用”（2015年化学工业出版社）、“有色金属生产过程自动化”（2015年，人民邮电出版社），“检重秤”（中国质量标准出版社，2020年），“金属探测器”（中国化工出版社，2023年）六本专著。发表论文370篇。

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