過程檢測及儀表技術

前言

過程檢測及儀表技術是電子信息、自動控制和智能系統(tǒng)應用的相關專業(yè)課程之一，是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)過程生產(chǎn)中的重要組成部分。該內(nèi)容在自動控制與智能系統(tǒng)起到耳目的作用。.生產(chǎn)過程中的檢測技術和儀表是密切相關、相輔相成的，它們共同作用成為控制系統(tǒng)的重要基礎。對工業(yè)生產(chǎn)而言，采用各種先進的檢測技術對生產(chǎn)全過程進行檢查、監(jiān)測，對確保安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質量、提高產(chǎn)品合格率、降低能源和原材料消耗、提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益是必不可少的。本書主要介紹過程檢測及其相關儀表技術，內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)檢測技術和現(xiàn)代檢測技術及儀表，對于常規(guī)生產(chǎn)過程的檢測理論技術和方法給予重點闡述。結合科技發(fā)展新成果討論過程檢測技術的基本理論、技術條件和檢測儀表的實現(xiàn)過程。對于現(xiàn)代最新科技發(fā)展如光纖檢測、核輻射技術、智能檢測儀表也給予一定關注。書中的檢測方法及儀表單元電路、微機實用接口等大多數(shù)內(nèi)容均來自于工程應用實際。音頻檢測理論與儀表的技術應用等內(nèi)容取自于作者多年來發(fā)表的論文、指導研究生學位論文和科學研究項目的部分科研成果。全書共分12章。第1章主要討論和綜述過程檢測理論與儀表技術的發(fā)展概況，給出過程檢測及儀表技術的基本概念和相關學科的技術關聯(lián)。第2章主要介紹過程檢測儀表系統(tǒng)特性及數(shù)據(jù)處理，從概念人手，直接面對檢測系統(tǒng)動態(tài)、靜態(tài)特性理論，介紹過程檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的物理度量與主觀評價，討論了誤差處理的數(shù)理方法。第3章至第7章分別介紹溫度、壓力、物位、流量、成分檢測理論和方法，討論生產(chǎn)過程中的檢測條件，闡述儀表結構原理及使用方法。第8章介紹音頻檢測理論和儀表技術，主要討論音頻檢測系統(tǒng)與儀器的構成和特點，以典型實例介紹音頻檢測技術及儀表技術的應用。第9章介紹過程檢測儀表及單元接口電路設計，對過程檢測儀表結構、設計特點、設計方案以及典型單元電路設計方法進行討論分析。第10章介紹過程檢測智能儀表中的非線性校正處理和補償方法，討論了音頻檢測技術中的抗干擾問題，從數(shù)值分析角度介紹音頻檢測數(shù)據(jù)分析和處理技術，討論檢測誤差和計算機模擬音頻檢測分析處理技術。第11章介紹過程檢測中的虛擬儀器，以音頻檢測儀器為例介紹過程檢測中的虛擬儀器設計過程，介紹利用c語言、Labview和LabWindows／CVI開發(fā)環(huán)境研究音頻檢測虛擬儀器的設計方法。第12章主要介紹過程檢測儀表的檢定，包括儀表檢定的相關概念、各種常用過程檢測儀表的檢定方法、過程檢測儀表的評定，以及儀表檢定與儀表校準的區(qū)別等內(nèi)容，分析討論檢測儀表安裝使用中應注意的問題。本書力求從概念人手，力求深入淺出，系統(tǒng)全面，突出理論性和實用性。為便于自學和提高教學使用的靈活性，本書編寫注意到各章節(jié)內(nèi)容的相對獨立，在使用本書時可根據(jù)需要適當增減閱讀內(nèi)容，提高閱讀效率。

內(nèi)容概要

　　《過程檢測及儀表技術》主要介紹過程檢測及其相關儀表技術，內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)檢測技術和現(xiàn)代檢測技術及儀表，對于常規(guī)生產(chǎn)過程的檢測理論技術和方法給予重點闡述。結合科技發(fā)展新成果討論過程檢測技術的基本理論、技術條件和檢測儀表的實現(xiàn)過程。對于現(xiàn)代最新科技發(fā)展，如光纖檢測、核輻射技術、智能檢測儀表也給予一定關注。書中的檢測方法及儀表單元電路、微機實用接口等大多數(shù)內(nèi)容均來自于工程應用實際。音頻檢測理論與儀表的技術應用等內(nèi)容取自于作者多年來發(fā)表的論文、指導研究生學位論文和科學研究項目的部分科研成果?！　∪珪卜?2章，包括緒論、過程檢測數(shù)據(jù)分析及處理技術、溫度檢測、壓力檢測、物位檢測、流量檢測、成分檢測、音頻檢測技術及應用、過程檢測儀表技術及接口電路設計、過程檢測智能儀表中的非線性校正處理和補償、過程檢測中的虛擬儀器、過程檢測儀表的檢定等內(nèi)容?！　　哆^程檢測及儀表技術》以理工類本科高年級學生和研究生為主要閱讀對象，對于電子信息類、檢測技術與自動化、測控技術、自動化儀表以及與檢測技術相關領域的研究人員進一步學習和研究過程檢測技術也具有一定的參考價值。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 過程檢測的地位和作用1.2 過程檢測及儀表技術1.2.1 過程檢測技術1.2.2 過程檢測儀表技術1.2.3 過程檢測儀表組成與功能1.3 過程檢測及儀表技術的發(fā)展1.3.1 傳統(tǒng)（經(jīng)典）檢測及儀表技術的發(fā)展1.3.2 現(xiàn)代檢測及儀表技術的發(fā)展第2章 過程檢測數(shù)據(jù)分析及處理技術2.1 檢測誤差及數(shù)據(jù)處理方法2.1.1 檢測與誤差2.1.2 檢測數(shù)據(jù)處理方法2.2 實驗數(shù)據(jù)回歸分析2.2.1 一元線性回歸2.2.2 一元非線性回歸2.2.3 二元線性回歸分析2.2.4 二元非線性回歸分析2.2.5 多元回歸分析2.3 動態(tài)檢測及數(shù)據(jù)處理2.3.1 動態(tài)檢測的特征量2.3.2 平穩(wěn)過程譜密度及數(shù)據(jù)處理方法2.3.3 非平穩(wěn)過程及數(shù)據(jù)處理方法第3章 溫度檢測3.1 溫度測量方法及溫標3.1.1 溫度測量原理及方法3.1.2 溫標3.2 接觸式溫度檢測3.2.1 熱電偶測溫3.2.2 熱電阻測溫3.2.3 集成溫度傳感器3.3 非接觸式溫度檢測3.3.1 輻射式測溫原理3.3.2 輻射測溫儀表的基本組成及常用方法3.3.3 輻射測溫儀表3.3.4 輻射測溫儀表的表觀溫度3.4 光纖式溫度檢測3.4.1 光纖結構及其導光原理3.4.2 光纖傳感器3.4.3 光纖測溫第4章 壓力檢測4.1 壓力的基本概念及分類4.1.1 壓力的基本概念4.1.2 壓力檢測的主要方法和分類4.2 液柱式壓力檢測及儀表4.2.1 U形管壓力計4.2.2 單管壓力計4.3 彈性式壓力檢測及儀表4.3.1 彈性元件及其工作原理4.3.2 單圈彈簧管壓力檢測儀表4.3.3 壓力變送器式彈簧管壓力儀表4.4 負荷式壓力檢測4.4.1 活塞式壓力計4.4.2 浮球式壓力計4.5 電氣式壓力檢測4.5.1 壓電式壓力計4.5.2 電阻式壓力計4.5.3 電容式壓力檢測儀4.5.4 霍耳式壓力檢測儀4.6 其他壓力檢測方法4.6.1 彈性振動式壓力計4.6.2 壓磁式壓力計4.6.3 真空度測量4.6.4 壓力分布測量系統(tǒng)4.7 壓力檢測儀表的選擇與安裝4.7.1 壓力表的選擇4.7.2 壓力表的安裝第5章 物位檢測5.1 物位及物位檢測5.1.1 物位和物位的種類5.1.2 物位檢測的目的和意義5.1.3 物位檢測的工藝特點和面臨的主要問題5.2 物位檢測的主要方法、分類和儀表工作原理5.3 靜壓式物位檢測5.3.1 檢測原理5.3.2 靜壓式液位檢測儀表5.4 浮力式物位檢測5.4.1 浮子式液位計5.4.2 浮筒式液位計5.5 電容式物位檢測5.6 聲學式物位檢測5.6.1 聲學物位檢測原理5.6.2 超聲波換能器5.6.3 聲學式物位計及其應用5.7 射線式物位檢測5.7.1 檢測原理5.7.2 檢測系統(tǒng)組成5.7.3 射線式物位檢測儀的應用實例5.8 開關式物位檢測5.8.1 物位開關種類和結構原理5.8.2 光纖開關液位檢測儀5.9 物位檢測的特點第6章 流量檢測6.1 流量檢測的基本概念6.1.1 流量的概念和單位6.1.2 流量檢測的主要方法和分類6.1.3 流量檢測儀表的測量特性6.2 體積流量檢測6.2.1 差壓式流量計6.2.2 轉子流量計6.2.3 渦輪流量計6.2.4 電磁流量計6.2.5 容積式流量計6.2.6 渦街流量計6.2.7 超聲波流量計6.3 質量流量計6.3.1 量熱式質量流量計6.3.2 科里奧利式質量流量計6.3.3 差壓式質量流量計6.3.4 渦街式質量流量計6.4 流量校驗系統(tǒng)6.4.1 校驗方法6.4.2 檢驗裝置第7章 成分參數(shù)檢測7.1 成分參數(shù)檢測的基本概念7.1.1 成分的概念7.1.2 成分參數(shù)檢測與成分分析7.1.3 過程分析儀表7.2 成分分析方法及分析系統(tǒng)的構成7.2.1 成分分析方法及分類7.2.2 自動分析系統(tǒng)的構成7.3 幾種工業(yè)用成分分析儀表及檢測原理7.3.1 熱導式氣體分析器7.3.2 紅外線氣體分析器7.3.3 氧化鋯氧分析器7.3.4 氣相色譜分析儀7.3.5 半導體氣敏傳感器7.3.6 工業(yè)酸度計7.4 濕度的檢測7.4.1 濕度的表示方法及濕度檢測的特點7.4.2 干濕球濕度計7.4.3 電解質系濕敏傳感器7.4.4 陶瓷濕敏傳感器7.4.5 高分子聚合物濕敏傳感器第8章 音頻檢測技術及應用8.1 音頻檢測基本原理8.1.1 音頻共振測量原理8.1.2 音頻能量（幅度）衰減檢測原理8.2 傳統(tǒng)音頻檢測方法8.2.1 主動敲擊檢測法8.2.2 被動音頻捕捉法8.2.3 脈沖激振測量法8.2.4 “速度共振”相位判別法8.3 現(xiàn)代音頻檢測方法8.3.1 電磁脈沖激勵法8.3.2 聲級計8.3.3 聲波掃頻法8.3.4 聲成像技術8.3.5 聲發(fā)射技術8.3.6 AU技術8.4 音頻檢測方法的技術條件8.4.1 環(huán)境因素的影響8.4.2 音頻檢測被檢對象的材料品質8.4.3 被檢對象的支撐條件與振型節(jié)點8.4.4 被檢對象的音頻激勵條件8.5 音頻檢測技術應用8.5.1 軸類件音頻檢測應用8.5.2 非規(guī)則腔體容積音頻檢測技術與儀器8.5.3 導彈及飛行目標音頻法距離探測技術應用8.5.4 滾動軸承運動狀態(tài)的故障診斷8.5.5 音頻法預測等溫淬火鑄鐵強度第9章 過程檢測儀表及單元接口電路設計9.1 過程檢測儀表結構與設計特點9.1.1 過程檢測儀表的結構及特點9.1.2 過程檢測儀表的設計方法9.2 過程檢測儀表總體設計方案：9.2.1 等精度頻率計數(shù)過程檢測儀表：9.2.2 頻率內(nèi)耗過程檢測綜合測試儀表：9.3 過程檢測儀表工作原理及結構設計：9.3.1 頻率計數(shù)過程檢測儀表的內(nèi)部結構及工作原理9.3.2 頻率內(nèi)耗過程檢測儀表的內(nèi)部結構及工作原理9.4 過程檢測儀表單元電路設計9.4.1 小信號放大器9.4.2 測量信號的濾波9.5 音頻信號檢波與峰值保持電路9.5.1 過程檢測通用檢波電路9.5.2 過程檢測內(nèi)耗值的檢波電路9.6 過程檢測微機系統(tǒng)硬件設計9.6.1 通用接口方式9.6.2 ICM7226專用計數(shù)芯片與8031單片機接口9.6.3 顯示系統(tǒng)9.6.4 打印系統(tǒng)設計9.7 過程檢測微機系統(tǒng)軟件設計9.7.1 主程序9.7.2 頻率計算子程序9.7.3 內(nèi)耗計算子程序第10章 過程檢測智能儀表中的非線性校正處理和補償10.1 過程檢測系統(tǒng)非線性特征及補償方法10.1.1 檢測系統(tǒng)非線性特性的概念10.1.2 傳感器非線性特性的補償方法10.2 傳感器非線性硬件校正方法10.2.1 傳感器非線性校正電路10.2.2 實用線性化器對數(shù)放大器設計10.3 過程檢測技術中的溫度補償技術10.3.1 溫度補償?shù)母拍?0.3.2 溫度補償?shù)脑?0.4 非線性數(shù)字域校正的新方法10.4.1 數(shù)字域線性化工作原理10.4.2 數(shù)字域線性化校正電路10.4.3 EPROM數(shù)據(jù)編碼的求法10.5 微機系統(tǒng)在非線性校正中的應用10.5.1 計算法10.5.2 查表法10.5.3 插值法10.6 過程檢測技術中的自補償技術10.6.1 頻率自補償10.6.2 溫度自補償?shù)?1章 過程檢測中的虛擬儀器11.1 音頻檢測虛擬儀器的原理及組成11.1.1 音頻檢測中的虛擬儀器11.1.2 音頻檢測虛擬儀器的組成11.1.3 虛擬儀器的特點11.1.4 LabVIEW與虛擬儀器的設計方法……第12章 過程檢測儀表的檢定參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 緒論過程檢測及儀表技術是現(xiàn)代工業(yè)技術應用的重要組成部分之一。作為一個工業(yè)控制系統(tǒng)往往應用多種檢測技術方法和相應的儀表單元，完成特定檢測任務。生產(chǎn)過程中的檢測技術和儀表是緊密相關、相輔相成的，它們共同作用成為控制系統(tǒng)的重要基礎。1.1 過程檢測的地位和作用檢測是指在各類生產(chǎn)、科研、試驗及服務等各個領域為及時獲得被測、被控對象的有關信息而實時或非實時地對一些參量進行定性檢查和定量測量。因此，檢測是意義更為廣泛的測量。對工業(yè)生產(chǎn)而言，采用各種先進的檢測技術對生產(chǎn)全過程進行檢查、監(jiān)測，對確保安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質量、提高產(chǎn)品合格率、降低能源和原材料消耗、提高企業(yè)的勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益是必不可少的。中國有句古話：“工欲善其事，必先利其器”，用這句話來說明檢測技術在我國現(xiàn)代化建設中的重要性是非常恰當?shù)模裉煳覀兯M行的“事”就是現(xiàn)代化建設大業(yè)，而“器”則是先進的檢測手段?？茖W技術的進步、制造業(yè)和服務業(yè)的發(fā)展、軍隊現(xiàn)代化建設的大量需求，促進了檢測技術的發(fā)展，而先進的檢測手段可提高制造業(yè)、服務業(yè)的自動化、信息化水平和勞動生產(chǎn)率、促進科學研究和國防建設的進步，提高人民的生活水平?！皺z測”是測量，“計量”也是測量，兩者有什么區(qū)別呢？一般說來，“計量”是指用精度等級更高的標準量具、器具或標準儀器，對被測樣品、樣機進行考核性質的測量；這種測量，通常具有非實時及離線和標定的性質，一般在規(guī)定的具有良好環(huán)境條件的計量室、實驗室采用比對被測樣品、樣機、更高精度并按有關計量法規(guī)經(jīng)定期校準的標準量具、器具或標準儀器進行。而“檢測”通常是指在生產(chǎn)、實驗等現(xiàn)場，利用某種合適的檢測儀器或綜合測試系統(tǒng)對被測對象進行在線、連續(xù)的測量。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了保證生產(chǎn)過程能正常、高效、經(jīng)濟的運行，必須對生產(chǎn)過程的某些重要工藝參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）進行實時檢測與優(yōu)化控制。例如，城鎮(zhèn)生活污水處理廠在污水收集、提升、處理、排放的生產(chǎn)過程中，通常需要實時準確檢測液位、流量、溫度、濁度、泥位（泥、水分界面位置）、酸堿度（pH）、污水中溶解氧含量（DO）、五日化學需氧量（COD）、各種有害重金屬含量等多種物理和化學成分參量，再由計算機根據(jù)這些實測物理、化學成分參量進行流量、（多種）加藥（劑）量、曝氣量、排泥優(yōu)化控制。為保證設備完好及安全生產(chǎn)，需同時對污水處理所需機電動力設備、電氣設備的溫度、工作電壓、電流、阻抗進行安全監(jiān)測，這樣才能實現(xiàn)污水處理安全、高效率和低成本運行。據(jù)了解，目前，國內(nèi)外一些城市污水處理廠由于在污水的收集、提升、處理、排放的各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)自動檢測與優(yōu)化控制，因而大大降低了污水處理的運營成本。

編輯推薦

《過程檢測及儀表技術》是由國防工業(yè)出版社出版的。

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