仪表维修工试题库及答案(高级)

仪表维修工试题库及答案(高级)一、电气测量与信号回路故障诊断1.（单选）某装置采用24VDC两线制变送器，DCS模拟量输入卡件为四线制隔离型。运行中突然出现“零漂”现象：回路电流在4mA基准值上下波动±0.3mA，现场万用表实测变送器端子电压19.8V且伴随0.8V峰峰值交流分量。最可能的原因是A.卡件250Ω精密电阻开路B.24VDC电源负端对地虚接C.变送器输出级晶体管热击穿D.信号电缆屏蔽层单端接地且与动力电缆并行答案：B解析：负端虚接导致回路阻抗周期性变化，形成分压，交流成分为接触不良电弧所致；卡件电阻开路将造成电流为零；晶体管热击穿一般表现为电流持续偏高；屏蔽单端接地不会直接产生交流分量。2.（多选）对一台0.05级数字电压表进行期间核查时，下列方法中能有效发现A/D积分器漂移的有A.用10V齐纳基准源在24h内每2h读取一次示值，计算相对变化B.输入端短路，统计24h零位跳码最大字C.用同一台表测量稳定直流源30次，做平均值标准差控制图D.与同级标准表背靠背比对，差值与扩展不确定度比较答案：A、B、D解析：C方法只能评估短期随机误差，无法分离积分器长期漂移；A、B直接观察零位与增益漂移；D通过比对发现系统误差变化。3.（判断）在IEC61511框架下，SIL2回路的电磁阀+限位开关组合，若电磁阀线圈电阻从常温20℃时的320Ω升高到80℃时的380Ω，则回路实际安全失效分数λSD将降低，因此可维持原SIL等级不变。答案：错误解析：线圈电阻升高导致吸合电流减小，可能使电磁阀出现“拒动”危险失效，λDD下降而λDU升高，需重新计算PFDavg，不能默认维持SIL。4.（填空）用Fluke5520A校准一台0.2级、量程0200kPa的智能压力变送器，当输出电流为12.000mA时，标准器施加压力值为________kPa；若此时变送器LCD显示99.97kPa，则示值误差为________%FS。答案：100.00；0.015解析：线性换算：(124)/(204)×200=100kPa；误差=(99.97100)/200×100%=0.015%FS。5.（综合）某炼化装置DCS频繁报“AI模块通道烧毁”，已更换3块卡件仍复发。现场检查：①AI为隔离型，外供24VDC；②电缆为1mm²双屏蔽，全长800m；③现场变送器为防雷型，壳体接地电阻0.3Ω；④DCS机柜侧屏蔽单点接至机柜地，地网电阻0.5Ω；⑤雷雨天气故障率骤升。请给出系统级整改方案并说明测试验证步骤。答案：整改：a.现场侧屏蔽改为“悬浮”，切断地环；b.在接线箱内加装24VDC浪涌保护器（Uc≥33V，10kA8/20µs），保护器地线单独引至现场接地极；c.800m电缆改为光纤传输，或采用RS485隔离栅+浪涌保护；d.DCS侧AI卡件改用内置浪涌保护的隔离栅。验证：1.用8/20µs5kA组合波发生器对整改后回路做冲击试验，残压≤60V；2.绝缘电阻测试≥100MΩ/500V；3.连续3次人工引雷试验（引弧间隙50cm），DCS无通道损坏记录。二、过程分析仪表与采样处理6.（单选）某CEMS系统采用NDIR测量SO₂，量程0500mg/m³，最近一次标定斜率由1.02降至0.91，零点偏移+6mg/m³。下列判断正确的是A.光源老化导致灵敏度下降B.标准气浓度偏低C.切光马达转速下降D.检测器热释电片受潮答案：A解析：斜率下降+零点正向偏移符合光源输出减弱、电子放大器为保线性抬高基线特征；切光马达转速下降会引入噪声而非系统漂移；受潮一般表现为零点负漂。7.（多选）在激光法NH₃分析仪采样系统中，聚四氟乙烯加热采样管必须全程维持180℃以上，其目的包括A.防止NH₃溶于冷凝水形成腐蚀性NH₄OHB.避免HCl、SO₃等酸性气体在管壁冷凝造成NH₃吸附损失C.降低采样管内壁对NH₃的物理吸附D.抑制采样泵前级冷凝器结冰答案：A、B、C解析：D与加热管无关，结冰问题在冷凝器后级。8.（填空）用化学发光法NOx分析仪测定某烟气，标气NO浓度为450mg/m³，分析仪显示468mg/m³，则该点示值相对误差为________%；若转换系数f（NO₂→NO）为0.85，则实际通入450mg/m³NO₂时，分析仪读数应为________mg/m³。答案：4；382.5解析：相对误差=(468450)/450×100%=4%；NO₂经转换炉仅85%转化为NO，读数=450×0.85=382.5mg/m³。9.（综合）某化工厂在线色谱分析C₂C₄烃，出现“峰拖尾、基线上升”现象，已排除载气纯度、柱温问题。请列出三步以上诊断流程并给出对应解决措施。答案：步骤1：检查进样口衬管，发现玻璃毛污染→更换去活化衬管；步骤2：进行“空白针”测试，基线仍上升→判断检测器FID喷嘴积碳，拆下用0.3mm钻头通孔，异丙醇超声清洗；步骤3：检查EPC比例阀输出压力，发现背压阀膜片老化→更换阀芯，重新做泄漏测试，确保载气线速度恒定；步骤4：老化色谱柱，程序升温至柱最高耐温低20℃，维持2h，拖尾因子由2.1降至1.1。三、阀门定位器与执行机构深度维护10.（单选）某智能定位器（420mA+HART）驱动单作用弹簧复位气缸，出现“给12mA阀位卡滞在38%不动，手轮可轻推越过”故障，定位器自诊断提示“行程时间超限”。最可能机械原因是A.气缸O形圈溶胀B.反馈杆铰接点松脱C.滑阀阀芯轻微划痕D.弹簧预紧力过大答案：C解析：滑阀划痕导致先导级流量不足，定位器无法建立足够推力克服静摩擦；O形圈溶胀通常全程卡涩；反馈杆松脱会显示“位置超差”而非“行程时间超限”；弹簧力过大应表现为无法全开而非卡滞。11.（多选）关于隔爆型定位器在Zone1的维护，下列做法符合IEC6007917的有A.带电打开接线盒盖测量电流需使用EXd认证工具B.断电后开盖前需用防爆万用表确认储能元件电压<1.2VC.更换电路板后需复测外壳防护等级IP66D.维护记录须包含表面温度T6符合性数据答案：B、C、D解析：A错误，Zone1带电开盖需“EXd”认证且取得热工票，工具本身无EXd说法；B防止电容放电火花；C确保密封完整；DT6≤85℃为防爆要求。12.（填空）一台偏心旋转阀配用气动活塞执行机构，定位器输出最大气压为550kPa，活塞有效面积320cm²，阀杆摩擦力经实测为1.8kN，则最小弹簧启动扭矩需设计为________N·m（阀杆半径35mm）。答案：630解析：启动推力F=550×10³×320×10⁻⁴=17.6kN；需克服摩擦力1.8kN，剩余15.8kN；扭矩=15.8×0.035=0.553kN·m=553N·m；考虑20%安全裕度553×1.2≈664N·m，取标准弹簧630N·m。13.（综合）某装置引入FF现场总线定位器，出现“阀位周期性振荡±3%”且总线报“AOblockmode=Outofservice”。已排除PID参数、摩擦问题。请给出FF总线层诊断流程并说明关键报文。答案：1.用NIFBUSMonitor抓取报文，发现定位器周期性发布“Status=0x10（Uncertain,limited）”；2.检查链路活动调度LAS，发现主设备宏周期被设置为120ms，而定位器发布速率设为80ms，导致令牌丢失→重设宏周期160ms；3.检查ITK版本，定位器为6.1.1，主机为6.2.0，存在“BACKUP_LINK_MASTER”切换bug→升级定位器固件至6.2.3；4.重新启动后观察AOblockmode自动恢复“Auto”，振荡消失，阀位偏差<0.5%。四、安全仪表系统（SIS）与SIL验证14.（单选）某SIL3回路由3台压力开关（2oo3）+1台PLC输入卡+1台DO卡+1台电磁阀+1台切断阀组成。经计算PFDavg=1.2×10⁻³，SFF=92%，依据IEC61511，该回路A.满足SIL3要求B.仅满足SIL2C.需提高至2oo4方可SIL3D.需冗余电磁阀即可SIL3答案：B解析：SIL3要求PFDavg<10⁻³，1.2×10⁻³>10⁻³；SFF>90%仅满足2型器件要求，不能弥补PFD超标。15.（多选）在SIL验证计算中，下列参数属于“系统性失效”范畴的有A.软件bug导致DO卡误输出B.维护人员未按规程旁路报警C.电磁阀线圈老化D.雷击造成PLC电源损坏答案：A、B解析：C、D为随机硬件失效；A、B为设计/操作缺陷，属系统性。16.（填空）某企业采用Markov模型评估SIL2回路，已知λDU=1.5×10⁻⁶h⁻¹，λDD=4.0×10⁻⁶h⁻¹，检验测试间隔TI=8760h，维修时间MTTR=8h，则PFDavg≈________（保留两位有效数字）。答案：6.6×10⁻³解析：简化公式PFDavg≈λDU×TI/2+λDD×MTTR=1.5×10⁻⁶×8760/2+4.0×10⁻⁶×8=6.57×10⁻³≈6.6×10⁻³。17.（综合）某天然气站场设置SIL2紧急切断系统，ESD阀为气动液动执行机构，配电磁阀+快排阀。最近一次ProofTest发现电磁阀线圈绝缘电阻由500MΩ降至20MΩ，但动作试验仍合格。请给出是否更换的决策依据及后续措施。答案：依据：IEC61511要求“隐性故障”需证明“未超过制造商定义的失效阈值”。查厂家数据表：绝缘电阻<50MΩ定义为“老化预警”，虽能动作，但λDU上升一个数量级，原PFDavg由2.1×10⁻³升至7.8×10⁻³，超SIL2限值。措施：1.立即更换线圈，重新做功能测试；2.更新SIL计算文件，将TI由1年缩短至6个月；3.建立绝缘电阻趋势图，设定50MΩ为更换阈值；4.将电磁阀纳入预防性更换清单，寿命周期设为8年。五、高级校准与不确定度评定18.（单选）用活塞式压力计校准0.05级变送器（100kPa），实验室环境温度变化±0.3℃，大气压读数分辨力10Pa，则引入的标准不确定度分量中，________可忽略不计。A.活塞有效面积热膨胀B.重力加速度当地修正C.大气压读数分辨力D.活塞垂直度偏差答案：C解析：10Pa分辨力换算为100kPa相对0.01%，远小于0.05级允许误差，可忽略；其余分量均>1/3允许误差。19.（多选）对010mA/010kPa电气转换器进行循环校准，下列操作会导致“迟滞”误判为超差的有A.压力标准器未做温度平衡即开始试验B.输入电流上升与下降间隔不足5sC.输出管路存在2cm水柱液位差未清零D.标准表量程为16kPa，分辨力0.01kPa答案：A、C解析：A导致弹性元件热漂移；C引入固定液位差，使上升/下降曲线平移；B间隔短仅影响动态响应，不会增加静态迟滞；D分辨力足够。20.（填空）用比较法校准涡街流量计，标准装置为0.1级音速喷嘴，被检表口径DN50，流量范围880m³/h，水温20℃。当流量点为40m³/h时，标准装置累积100s得到体积1.108m³，被检表显示1.115m³，则示值误差为________%；若标准装置相对扩展不确定度Urel=0.15%（k=2），则被检在该点相对扩展不确定度为________%（忽略重复性）。答案：0.63；0.18解析：误差=(1.1151.108)/1.108×100%=0.63%；被检不确定度=√(0.15²+0.63²/3)=0.18%（按B类合成，取矩形分布）。21.（综合）建立40℃至+80℃的工业铂电阻Pt100校准系统，要求扩展不确定度≤50mK（k=2）。现有设备：1.恒温槽(40150℃，均匀性2mK，稳定性5mK/10min)；2.标准铂电阻SPRT（二等，W(0.01℃)=1.11807，R0=25.5504Ω，U=10mK，k=2）；3.电测仪（比例测量，相对误差±5ppm，分辨力0.1mΩ）。请给出不确定度预算表并判断是否满足要求。答案：分量预算（以0℃为例）：a.SPRT校准：10mKb.电测仪比例误差：5ppm×25.55Ω≈0.13mΩ→1.3mKc.恒温槽均匀性：2mKd.重复性（10次）：s=3mK合成：u=√(10²+1.3²+2²+3²)=10.7mK扩展：U=21.4mK<50mK结论：满足要求，且40℃与80℃点最大U=28mK仍小于50mK。六、复杂故障案例与应急处置22.（单选）某装置DCS显示反应器温度TT101突然由280℃跳变至210℃并保持，伴随“OPENWIRE”报警，现场热电阻为三线制Pt100，经测量AB、AC电阻无穷大，BC电阻112Ω，环境温度20℃。可判定A.热电阻元件开路B.温度变送器通道损坏C.电缆A线开路D.电缆B、C线短路答案：C解析：三线制A为公共端，AB、AC无穷大说明A线断；BC112Ω为正常元件电阻，元件未断；变送器损坏不会报“OPENWIRE”。23.（多选）在装置大修期间，对含有H₂S介质的分析小屋进行氧表置换，下列做法符合GB30871的有A.使用0.1%分辨率氧表连续监测，报警值设为0.5%B.置换气采用80%N₂+20%CO₂混合气，避免惰性气体窒息C.人员进入前用风机强制通风30min，氧含量>19.5%方可作业D.作业票有效期8h，期间中断作业超2h需重新分析答案：C、D解析：A报警值应19.5%，0.5%过低；BCO₂同样可窒息，应使用纯N₂；C、D符合规范。