YOKOGAWA VI451-10
一、概述
YOKOGAWA VI451-10 是多功能信号校验仪，核心定位为 “过程控制领域全类型信号的校准与故障排查工具”，在 VC401-10 电压 / 电流校准能力基础上，新增热电偶、热电阻等热工信号校准功能，形成 “电信号 + 热工信号” 全覆盖的校准解决方案。
其核心价值在于：融合横河高精度信号生成与采集技术，为工业现场的温度变送器（热电偶 / 热电阻型）、压力变送器、阀门定位器、DCS 模拟量模块等设备，提供 “标准信号输出 + 现场信号测量 + 故障模拟 + 热工信号校准” 的一体化服务。相比单一功能校验仪，它更聚焦 “多场景通用性”—— 支持 4-20mA、0-10V、J/K/T 型热电偶、PT100/PT1000 热电阻等 10+ 信号类型，兼具 ±0.01% FS 高精度与 IP54 防护，可在车间粉尘、潮湿、温差波动环境下便携使用（重量≤1.8kg），帮助运维人员一站式完成多设备校准，减少工具携带数量，提升维护效率。
该校验仪兼容横河 CENTUM VP DCS 及西门子、罗克韦尔等第三方控制系统，支持电池 / 外接电源双供电，兼顾实验室精准校准与现场紧急抢修，是石油化工、电力、冶金等行业 “全流程设备维护” 的核心工具。
二、技术参数
（一）性能参数
参数类别 | 具体规格 |
基础功能定位 | 多功能信号校验仪，支持电信号、热工信号的输出、测量与故障模拟 |
输出信号类型 | 1. 电信号输出： - 电流：4-20mA DC（可扩展至 0-24mA），负载能力≤750Ω； - 电压：0-10V DC（可扩展至 -1-11V），输出阻抗≤1Ω； - 脉冲：0-10kHz 方波（占空比 50%），幅值 5V DC；2. 热工信号输出： - 热电偶：支持 J/K/T/E/R/S 型，输出对应毫伏信号（如 K 型 -200-1372℃ 对应 -5.891-54.886mV）； - 热电阻：支持 PT100（-200-850℃ 对应 18.52-375.00Ω）、PT1000（-200-850℃ 对应 185.20-3750.00Ω） |
测量信号类型 | 1. 电信号测量： - 电流：0-24mA DC（分辨率 1μA），精度 ±0.01% FS； - 电压：0-10V DC（分辨率 1mV），精度 ±0.01% FS；2. 热工信号测量： - 热电偶：J/K/T/E/R/S 型毫伏信号（分辨率 0.1μV），精度 ±0.02% FS； - 热电阻：PT100/PT1000 电阻值（分辨率 0.001Ω/0.01Ω），精度 ±0.02% FS； - 温度换算：自动将毫伏 / 电阻值换算为对应温度（如 K 型 20mV 对应 482.7℃） |
校准与修正 | 支持 10 组用户自定义校准点（含热工信号），内置 0-50℃ 温度补偿（修正环境温度对校准精度的影响）；具备信号微调功能（如 4mA 输出微调至 3.998mA，补偿线缆压降） |
辅助功能 | 信号保持、峰值 / 谷值记录、故障模拟（输出偏差信号如 20mA→18mA）；热工信号冷端补偿：支持手动 / 自动冷端补偿（自动补偿精度 ±0.1℃） |
（二）环境与可靠性参数
参数类别 | 具体规格 |
环境适应性 | 工作温度：0℃-50℃（无降额运行，适配车间常温 / 高温区域）；存储温度：-20℃-60℃；相对湿度：10%-90% RH（无凝露，符合 IEC 60068-2-3）；防护等级：IP54（防尘、防溅水，现场使用无需额外防护） |
供电参数 | 供电方式：内置锂电池（7.4V/3200mAh，满电输出续航≥8 小时，热工信号输出模式下≥6 小时）、外接 DC 电源（9-12V）；充电时间：≤3.5 小时（专用快充充电器）；低电量保护：电量≤10% 时自动提示，保存当前校准参数后关机 |
可靠性指标 | 测量精度稳定性：±0.005% FS / 年（正常校准周期内）；平均无故障时间（MTBF）≥60,000 小时；校准周期：推荐 12 个月（符合 ISO 9001、ISO 17025 标准） |
（三）物理与便携参数
参数类别 | 具体规格 |
尺寸与重量 | 尺寸：190mm（长）×110mm（宽）×60mm（厚）（单手持握设计，掌心可容纳）；重量：≤1.8kg（含锂电池，比 VC401-10 增加 0.3kg，仍便携） |
操作与显示 | 操作面板：硅胶按键（防误触，寿命≥100 万次按压），功能分区（电信号 / 热工信号 / 设置）；显示屏：3.2 英寸彩色 LCD 背光屏，分辨率 480×320，支持温度 / 电流 / 电压数值同时显示，昏暗环境可见 |
接口配置 | 信号接口：6 个香蕉头端子（区分 “电流 / 电压”“热电偶”“热电阻”，防反接设计）；充电接口：Type-C（兼容通用充电器）；数据接口：标配 USB 2.0（导出校准记录至电脑，CSV 格式） |
三、功能特点
（一）全类型信号覆盖，一站式校准多设备
- 电信号 + 热工信号双核心：相比 VC401-10 仅支持电压 / 电流，VI451-10 新增 J/K/T 型热电偶、PT100 热电阻校准，可同时校准温度变送器（如 K 型热电偶变送器）、压力变送器（4-20mA 输出）、DCS 热工输入模块，无需携带多台校验仪，减少现场工具数量；
- 热工信号精准控制：热电偶输出精度 ±0.02% FS（如 K 型 1000℃ 时误差≤0.2℃），热电阻输出精度 ±0.02% FS（PT100 500℃ 时误差≤0.1Ω），配合自动冷端补偿（精度 ±0.1℃），满足石油化工高温反应釜温度变送器的校准需求；
- 多参数同时显示：3.2 英寸彩色屏可同时显示 “输出信号值 + 对应物理量”（如 “20mA→10MPa”“10mV→232.1℃（K 型）”），无需手动换算，提升校准效率。
（二）高精度与高稳定性，适配严苛场景
- 全量程高精度：电信号测量 / 输出精度 ±0.01% FS（如 20mA 测量误差≤0.002mA），热工信号精度 ±0.02% FS，配合 0-50℃ 环境温度补偿，即使车间温度波动（如夏季 35℃、冬季 10℃），校准误差仍≤0.03%，满足电力行业锅炉温度变送器（要求误差≤0.1℃）的校准标准；
- 信号抗干扰设计：针对工业现场变频器、电机等强干扰源，内置 EMI 滤波电路，热工信号测量时毫伏级信号波动≤0.1μV，避免干扰导致的校准偏差（如化工车间变频器旁校准热电偶变送器，数据稳定无跳变）；
- 长寿命元器件：采用军工级运算放大器（温漂≤0.1μV/℃）、高精度电阻网络（误差≤0.001%），确保长期使用后精度无明显衰减，校准周期可延长至 12 个月，降低维护成本。
（三）便携耐用与场景适配，提升现场效率
- 轻量化与 IP54 防护：1.8kg 重量可单手持握，IP54 防尘防溅水设计（可抵御车间粉尘、少量溅油 / 溅水），适合爬梯（如锅炉顶部校准温度变送器）、狭小空间（如反应釜旁）操作，无需携带防护箱；
- 长续航与快充：3200mAh 锂电池满电可连续校准 8 台设备（含热工信号校准），3.5 小时快充可恢复 80% 电量，满足全天现场维护需求；低电量时自动保存校准记录，避免数据丢失；
- 故障模拟与排查：可模拟多种故障信号（如热电偶断线→输出 0mV、热电阻短路→输出 0Ω、电流信号漂移→20mA→18mA），帮助运维人员快速定位回路问题（如判断是温度变送器故障还是 DCS 模块故障），缩短排查时间 50%。
（四）易用性与兼容性，降低使用门槛
- 傻瓜式操作逻辑：按 “信号类型” 键（如 “电流”“K 型热电偶”）快速切换模式，校准点设置支持 “一键调用常用值”（如 4/8/12/16/20mA、0/50/100℃），新手上手时间≤15 分钟（如校准 PT100 温度变送器：开机→选 “PT100 输出”→设 100℃→连接变送器→微调零点）；
- 全系统兼容：兼容横河、西门子、罗斯蒙特、费希尔等品牌的变送器、定位器、DCS 模块，信号接口标准化（香蕉头端子），无需专用适配器；USB 接口支持导出校准记录（含时间戳、设备编号、校准值），可直接导入设备管理系统（如 SAP、MES），符合质量管理追溯要求；
- 人性化细节：硅胶按键按压力度适中（50±10g），避免现场颠簸误操作；显示屏支持亮度调节（5 级），强光下仍清晰可见；机身侧面设计防滑纹路，手持时不易滑落。
四、应用领域
（一）石油化工：温度变送器与压力变送器联合校准
应用场景
炼油厂常减压装置需同时校准 15 台 K 型热电偶温度变送器（测量 0-500℃，输出 4-20mA）与 10 台压力变送器（0-10MPa，输出 4-20mA），现场环境为装置区（粉尘较多，温度 25℃-38℃，有少量油气），要求一站式完成校准，避免频繁更换工具。
仪器功能实现
- 热工信号校准温度变送器：将 VI451-10 设为 “K 型热电偶输出模式”，设置校准点（0℃→0mV→4mA、250℃→10.777mV→12mA、500℃→20.644mV→20mA），通过补偿导线连接温度变送器输入端，观察变送器显示温度与校准点偏差，超限时微调零点 / 量程；
- 电信号校准压力变送器：切换至 “电流输出模式”，设置 4/8/12/16/20mA 校准点，连接压力变送器输入端，验证变送器压力显示与电流信号的对应关系（如 20mA→10MPa）；
- 现场适配：IP54 防护抵御粉尘与油气，1.8kg 重量便于携带至装置平台（爬梯操作），锂电池续航支持连续校准 25 台设备（约 6 小时），无需外接电源；校准记录通过 USB 导出，直接上传至工厂 MES 系统。
（二）电力行业：锅炉热工仪表与 DCS 模块校验
应用场景
火力发电厂需校验锅炉的 PT100 热电阻温度传感器（测量 0-300℃）、J 型热电偶温度变送器（300-800℃，输出 4-20mA），以及 DCS 热工输入模块（接收热电偶 / 热电阻信号），要求温度测量误差≤0.1℃，DCS 模块采集误差≤0.05%，现场环境为锅炉控制室（温度 20℃-28℃，无粉尘）。
仪器功能实现
- 热电阻传感器校验：VI451-10 设为 “PT100 输出模式”，输出 18.52Ω（-20℃）、100.00Ω（0℃）、212.02Ω（300℃）电阻值，连接温度传感器，测量传感器实际输出电阻，计算误差（如 100.00Ω 输入时，传感器输出 100.01Ω，误差 0.01Ω，符合要求）；
- DCS 模块校验：切换至 “J 型热电偶输出模式”，输出 12.207mV（300℃）、41.269mV（800℃）毫伏信号，接入 DCS 热工输入模块，通过 DCS 软件查看采集温度（应分别对应 300℃、800℃），误差超限时校准模块；
- 冷端补偿验证：开启 VI451-10 自动冷端补偿功能（检测环境温度 25℃），对比手动冷端补偿（手动输入 25℃）的输出偏差，确保 DCS 模块冷端补偿精度≤0.1℃。
（三）冶金行业：轧机温度检测与阀门定位器调试
应用场景
钢铁厂热轧车间需调试 8 台 T 型热电偶温度变送器（测量轧辊温度 0-500℃，输出 4-20mA），以及 10 台阀门定位器（接收 4-20mA 信号，控制冷却水阀门开度），要求温度变送器误差≤0.2℃，阀门开度线性误差≤1%，现场环境为轧机旁（温度 30℃-45℃，有少量油雾与振动）。
仪器功能实现
- 热电偶变送器调试：VI451-10 输出 T 型热电偶毫伏信号（0℃→0mV→4mA、250℃→13.419mV→12mA、500℃→29.947mV→20mA），连接变送器，微调变送器使显示温度与校准点一致（误差≤0.2℃）；
- 阀门定位器调试：切换至 “电流输出模式”，输出 4mA（0% 开度）、12mA（50%）、20mA（100%）信号，连接定位器，用开度仪测量阀门实际开度，线性误差超 1% 时，通过定位器按键微调，直至误差≤1%；
- 环境适配：IP54 防护抵御油雾与粉尘，金属外壳抗轻微振动（轧机运行时振动≤2g），确保校准信号稳定；高温环境下（45℃），仪器自身温度补偿功能启动，输出精度无降额。
