安全检测与监控孙兰会实用教案

1、第1 1章 安全检测(jin c)(jin c)概述 安全检测(jin c)在安全科学中的地位与任务 安全检测(jin c)与控制是安全管理工作的“眼睛和耳朵”，是安全管理工程的重要组成部分。 它是安全科学技术的三级学科，是确定安全生产及系统安全运行的重要技术手段。 是安全工程、测量检验技术、自动控制技术、信息工程、仪器仪表、环境科学、系统工程等的边缘学科。第1页/共117页第一页，共118页。第1 1章 安全(nqun)(nqun)检测概述 什么是安全检测？ 为了获取工业运行或危险源的状态信息，需要将这些信息通过物理(wl)的或化学的方法转化为可观测的物理(wl)量（模拟的或数字的信号），这

2、就是通常所说的安全检测，它是作业环境安全与卫生条件、特种设备安全状态、生产过程危险参数、操作人员不规范动作等各种不安全 因素检测的总称。第2页/共117页第二页，共118页。第1 1章 安全检测(jin c)(jin c)概述 监测系统的组成： 检测系统由传感器、信号调理、信号传输、信号处理、显示记录等环节(hunji)组成 。 所谓检测系统，是指为完成某项测量所使用的一系列仪器，即指由相关的器件、仪器和测量装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体 ，典型组成见图1-1。 第3页/共117页第三页，共118页。第1 1章 安全(nqun)(nqun)检测概述 传感器是可将被测量转换成某种

3、电信号的器件。它包括敏感器和转换器两部分，敏感 器可以把温度、压力、位移、振动、噪声等被测量转换成某种物理量，然后通过转换器，把 这些物理量转换成某种容易检测的电量，例如电阻、电容、电感的变化。 信号调理环节把传感器的输出信号转换成适合于进一步传输和处理的形式。这种信号的 转换多数是电信号之间的转换，例如，把阻抗变化转换成电压变化，还有把滤波、幅值放大 或者把幅值的变化转换成频率的变化等。 信号处理环节对来自信号调理环节的信号进行各种运算、滤波和分析。 信号显示、记录(jl)环节将来自信号处理环节的信号，即测试的结果，以易于观察的形式显 示或存储。 反馈、控制环节主要用于闭环控制系统中的测试系

4、统。 模数（A/D）转换和数模（D/ A）转换环节是在采用计算机、PLC等测试、控制系 统时进行模拟信号与数字信号相互转换的环节。第4页/共117页第四页，共118页。第2章温度(wnd)检测 温度标准(biozhn)与测量方法 接触式温度检测 非接触式温度检测 第5页/共117页第五页，共118页。2.1温度(wnd)标准与测量方法 热力学温标是国际单位制中七个基本物理单位之一。 温度就是表征物体冷热程度的一个物理量，从微观(wigun)上说是物质分子运动平均动能大小的标志。 温标是温度数值变化的标尺，它规定了温度的读数起点（零点）和温度测量的基本单位。热学发展史中出现过的温标有：华氏温标、

5、列式温示、兰氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际温标等。 温度不能直接测量，只能间接测量。 温度基本测量方法通常可分成接触式和非接触式两大类。第6页/共117页第六页，共118页。2.1温度(wnd)标准与测量方法 接触式： 测温精度相对较高，直观可靠及测温仪表价格相对较低； 由于感温元件与被测介质直接接触，从而要影响被测介质热平衡状态，而接触不良则会增加测温误差；被测介质具有腐蚀性及温度太高亦将严重影响感温元件性能和寿命等缺点。 非接触式： 感温元件不与被测对象直接接触，而是通过接受被测物体的热辐射能实现热交换，据此测出被测对象的温度; 非接触式测温具有不改变被测物体的温度分布，热惯性小，测温

6、上限可设计(shj)得很高，便于测量运动物体的温度和快速变化的温度等优点。第7页/共117页第七页，共118页。2.2接触式温度(wnd)检测 膨胀式温度计的原理是利用液体、固体的热胀冷缩的性质，压力温度计的原理根据一定质量的液体、气体(qt)、蒸汽在体积不变的条件下其压力与温度呈确定函数关系的原理实现其测温功能的。第8页/共117页第八页，共118页。2.2 热电偶 热电偶是目前世界上科研和生产中应用最普遍、最广泛的温度测量元件。 特点：结构简单、制作方便、测量范围宽、准确度高、热惯性小等各种优点。 它既可以用于流体温度测量 也可以用于固体温度测量，既可以检测静态温度也可以检测动态温度，且直

7、接输出(shch)电流电压信号，便于测量、信号传输、自动记录和控制等。第9页/共117页第九页，共118页。2.2热电阻 热电阻是利用导体或半导体的电阻随温度变化的特性而制成的温度传感器。 电阻温度计广泛用于测量-200850范围内温度，在特殊情况下，深低温可测1K左右，高温可测到1000 。 优点： 准确度最高，可达1mK； 输出信号大，灵敏度高， 电阻温度计的灵敏度较热电偶温度计高一个数量级； 测温范围广，无需冷端。 缺点：工业(gngy)热电阻温度计的元件结构复杂，尺寸较大，因此热响应时间长，不适宜测量体积 狭小物体的温度。第10页/共117页第十页，共118页。2.3非接触式温度(wn

8、d)检测 正是由于接触式温度测量的种种缺陷，基于热辐射原理(yunl)的非接触式光学测温仪器得到了较快发展和应用 。 常见有：灯丝隐灭式光学温度计、全辐射式光学高温计、比色高温计 、红外测温仪表。 全辐射高温计特点： 全辐射高温计不圣进行精确测量，多用于中小型炉窑的温度监视。该高温计的优 点是结构简单，使用方便，价格低廉。其时间常数约为420S。第11页/共117页第十一页，共118页。第3章压力(yl)检测 液柱式压力计 弹性(tnxng)式压力计 电气式压力计及变送器 单光纤传输光推动便携式压力测量仪 超声压力检测仪 压力表的选择、安装与校验第12页/共117页第十二页，共118页。3压力

9、(yl)检测 压力是安全(nqun)检测的重要参数之一。 垂直作用在单位面积上的力称压力，即物理学中的压强。 第13页/共117页第十三页，共118页。3压力(yl)检测 测量压力的仪表，按信号原理(yunl)不同，大致可分为四类。液柱式压力计弹性式压力计电气式压力计活塞式压力计第14页/共117页第十四页，共118页。3.1 液柱式压力计 原理：静力学原理，工作液一般用水银或水 使用场合(chng h)：用于测量低压，负压和压力差。实验室压力测试；现场锅炉烟、风道各段压力的测量。 特点： 液柱式压力计结构简单，使用维修方便，但信号不能传远。第15页/共117页第十五页，共118页。3.2 弹

10、性(tnxng)式压力计 用弹性式传感器（又称弹性元件）组成的压力测量仪表称为弹性式压力计。弹性元件受压后产生的形变输出（力或位移），可以通过传动机构直接带动指针指示压力（或压差），也可以通过某种电气元件组成受送器，实现(shxin)压力（或压差）信号的远传。 第16页/共117页第十六页，共118页。3.3 电气(dinq)式压力计及变送器位移式压力、压差(y ch)变送器力平衡式压力、压差(y ch)变送器固体式阻式压力、压差(y ch)变送器第17页/共117页第十七页，共118页。3.4 单光纤传输光推动(tu dng)便携式压力测量仪 随着半导体光电期间的光纤技术的进步及其产业的发展

11、，用光纤做光功率和信号的传输媒介的光功率推动(tu dng)传感器技术也在不断的升级更新，在保持了点测传感器的高精度的同时，又利用上光纤传输的优势，具有很大的发展前景。 它解决了在液体压力测量特殊条件下的精确测量；同时系统采用单根光纤作为两种光信号通道的模式，解决了一般光纤传感器存在的信号耦合效率低、信号之间“串音”的问题；由于实现了微功耗测量，也解决了一些液体参数测量种易燃易爆的难题，实现了测量的安全性。第18页/共117页第十八页，共118页。3.5 超声压力(yl)检测仪 超声波压力(yl)检测是一种非接触式压力(yl)检测技术，具有测量简单方便，不破坏压力(yl)环境直接测量的优点，能

12、够瞒住在线检测和快速故障诊断的需要，但超声波非接触式压力(yl)检测尚属研究探索阶段。 超声波压力(yl)检测的工作原理（如图3-9所示）第19页/共117页第十九页，共118页。3.6 压力表的选择(xunz) 选择压力表应根据被测压力的种类（压力、负压或压差）、被测介质的物理、化学性质(huxu xngzh)和用途（标准、指示、记录和远传等）以及生产过程所提的技术要求，同时应本着既瞒住测量准精度、又经济的原则，合理地选择地选择压力表的型号、量程和精度等级。第20页/共117页第二十页，共118页。第4章 气体(qt)成分检测 （一）气体传感器的基本内容 （二）半导体气体传感器 （三） 红外

13、吸收式气敏传感器 （四） 接触燃烧(rnsho)式气敏传感器 （五）热导率变化式气体传感器第21页/共117页第二十一页，共118页。4.1 气体传感器及气体检测(jin c)方法 气体传感器原理：利用物质的物理化学性质受气体的作用发生变化来检测气体。 从结构上分为两类：干式与湿式气体传感器。 气体传感器必须满足(mnz)下面条件： 能检测气体的基准设定浓度，及时给出报警、显示和控制信号 抗干扰性好，对共存的其他的气体不敏感 性能好，稳定性好 响应迅速，重复性好 维护方便，价格便宜第22页/共117页第二十二页，共118页。4.1.2 气体(qt)传感器分类第23页/共117页第二十三页，共1

14、18页。4.2 半导体气体(qt)传感器 原理：利用半导体气体敏元件通气体接触，造成半导体的性质发生变化，借此检测特定气体的的成分(chng fn)或测量其浓度。 半导体气体传感器分类如表：大体上分为电阻式和非电阻式。第24页/共117页第二十四页，共118页。4.2 半导体气体(qt)传感器第25页/共117页第二十五页，共118页。4.3 红外吸收式气敏传感器 特点：精度、选择性好，气敏度范围宽，但是价格偏高，使用和维护难度较大。 原理(yunl)：红外光源产生的红外光入射到测量槽，照射到某种被测气体时，根据气体种类不同，将对不同波长的红外光具有不同的吸收特性，同种气体不同浓度对红外光的吸

15、收量也不同。因此，通过测量到达光敏元件的红外光的强度，根据红外光源的波长和光敏元件输出的电信号就可以知道被测气体的种类和浓度。第26页/共117页第二十六页，共118页。4.3 红外气体(qt)分析仪 原理：基于不同气体对红外辐射有选择性吸收。 大多数气体分子的振动和转动光谱都在红外波段。当入射红外辐射的频率与分子的振动转动特征频率相同时，红外辐射就会被气体分子所吸收，引起辐射强度的衰减(shui jin)。 特点：测量精度高，速度快以及能连续测定等 在钢铁，石油化工，化肥，机械等工业部门，红外气体分析仪是生产流程控制的重要监测手段；在环境污染成分检测和医学生理研究等方面也都有许多成功的应用。

16、 第27页/共117页第二十七页，共118页。4.4 接触(jich)燃烧式气敏传感器 接触燃烧式气敏传感器，一般用于石油化工、造船厂、矿山及隧道等场合，以检测石油类可燃烧性气体的存放情况和防止危险事故发生。 一般将在空气中达到一定浓度、触及火种可引起燃烧的气体称为可燃性气体。引起爆炸浓度范围的最小值称为爆炸下限(xixin)，最大值称为爆炸上限。 原理：接触式燃烧式气敏传感器结构与电路原理图如图4-8所示。将白金等金属线埋设在氧化催化剂中边构成接触式燃烧式气敏传感器。金属圈中通以电流，温度保持在300600，可燃气体一旦接触传感器表面，燃烧热使金属丝进一步温度升高而电阻值增大。第28页/共1

17、17页第二十八页，共118页。4.4 接触(jich)燃烧式气敏传感器 接触式燃烧气敏传感器的特点： 优点：对气体选择性好，线性好，受温度、湿度影响下，响应快。 缺点(qudin)：对低浓度的可燃性气体的气体敏感度低，敏感元件受到催化剂的侵害后其特性锐减，金属丝易断。第29页/共117页第二十九页，共118页。4.5 热导率变化(binhu)式气体传感器 每种气体都又固定的热导率，混合气体热导率也可以近似求得，因为以空气为比较基准的校正较容易实现，所以用热导率变化法测气体浓度时，往往以空气为基准比较被测气体。 原理：与接触燃烧式气敏传感器类似。 特点：因为不需要催化剂，所以不存在因催化剂影响而

18、特效变坏，他除用于测量(cling)可燃性气体外，也可用于无机气体及其浓度的测量(cling)。第30页/共117页第三十页，共118页。第5章液位检测(jin c) （一）玻璃液位计 （二）差压式液位计 （三）电接点液位计 （四）热学法 （五）超声波法 （六）微波(wib)法 （七）磁电法 （八）光学法 （九）其他液位计第31页/共117页第三十一页，共118页。5.1 玻璃(b l)液位计 玻璃液位计式根据连通器原理支撑的制度式液位计，又玻璃管和玻璃板两种。 优点：可直接观察储罐内液面的高度，结构简单，制造方便。 缺点：玻璃易碎，且不能自动记录、读数，有时候读数有假象(jixing)。所以

19、这种液位计不允许用在槽车上。第32页/共117页第三十二页，共118页。5.1 玻璃(b l)液位计 实例：双色水位计测量(cling)锅炉汽包水位。 原理：红光和绿光在水和蒸汽中折射率的差别。第33页/共117页第三十三页，共118页。5.1 双色水位计原理(yunl) 由于空气与蒸汽的光学性质接近，窗口玻璃为平板玻璃，当红、绿光以不同的角度由空气射入前面一个玻璃窗口进入蒸汽空间，在通过后面一个玻璃窗口射到空气中时，虽然光线产生多次折射，但光线方向改变不大，如图a。这是红、绿光的入射角正好使绿光斜射时到光线通道的侧壁，当红光正好射到影屏上，显示红色。图b所示为红、绿光通过水时发生的现象。由于

20、两块玻璃不是平行安装的，有一定夹角，因而水部分形成一段“水棱镜”，入射的红、绿光均产生较大(jio d)的折射而向顺时针方向旋转，结果使斜射的绿光折向光纤通道的中心，到达影屏，显示绿色。原来处于光线通道中心的红光斜射，折向光线通道侧壁，不被显示。第34页/共117页第三十四页，共118页。5.2差压式液位计 原理：将液压高度变化转换成差压变化来测量水位 在锅炉应用方面，差压式水位计准确测量汽包水位的关键式水位与差压之间的准确转换，这种转换式通过平衡容器(rngq)实现的，常用的双室平衡容器(rngq)结构示意图如图5-2所示。第35页/共117页第三十五页，共118页。5.3电接点(ji di

21、n)液位计 优点(yudin)：指示值受汽包压力变化的影响较小，并能方便地远传压力信号， 缺点：指示不连续 原理：利用汽包内汽、水介质的电阻率相差极大的性质来测量汽包水位的。第36页/共117页第三十六页，共118页。5.4热学(rxu)法 （1） 热电法 热电法采用(ciyng)热电测量温度场，图5-5 为热电测量高温金属溶液液位的原理图。 精度不高，但很可靠，在连铸机结晶过程中，仍是一种和适用的液位检测控制方法。第37页/共117页第三十七页，共118页。5.4热学(rxu)法 （2）热磁感应法 热磁感应法也称热磁敏法，这是近年来发展很快的一种检测方法，测量安装方式类似热电法，在容器外壁上

22、选择一系列测量点，在这些电上焊上热敏磁性材料作为温感元件，对应于每个磁性元件安装一个测量线圈并通以交流电。 激励交流电源频率越高，阻抗变化(binhu)越大，用交流电桥测出各测点线圈的阻抗，通过比较找出突变电便可直容器中溶液液位的位置。第38页/共117页第三十八页，共118页。5.5超声波法 原理：利用波在介质中的传播特性。 按传声介质不同，可分为气介式，液介式和固介式三种；按探头的工作方式可分为自发自收四和收发分开的双探头方式。相互组合可以得到六种液位计的方案。图5-7为单探头超声液位计。其中（a）为气介式（b）为液介式（c）固介式。 超声液位测量又许多优点： 与介质不接触，无可动部件，电

23、子元件只以声频振动，振幅小，仪器寿命长； 超声波传播速度比较稳定； 不仅可以进行连续测量和定点测量，还能方便地提供(tgng)遥测或遥控信号； 能测量高速运动或又倾斜晃动液体的液位；第39页/共117页第三十九页，共118页。第6章噪声(zoshng)检测 （一）噪声测量的主要参数 （二）噪声的分析方法与评价(pngji) （三）噪声测量仪器 （四）噪声测量及其应用第40页/共117页第四十页，共118页。第6章噪声(zoshng)检测 定义：是令人反感，不为人们所需要的声音。噪声的来源 交通噪声；工业噪声；建筑施工噪声；社会生活噪声；自然噪声噪声的危害：1.损伤听力(tngl)；2.干扰睡眠

24、；3.干扰语言通讯；4.影响人的心理变化；5.诱发多种疾病:能引起血压升高、失眠、头晕、头痛、记忆力减退。第41页/共117页第四十一页，共118页。6.1噪声(zoshng)测量的主要参数声压(shn y)与声压(shn y)级声强与声强级声功率与声功率级第42页/共117页第四十二页，共118页。6.2 噪声的响度分析(fnx)与评价 等效连续声级与噪声评价标准 在声场中的某一位置上，将一段时间内间歇暴露的几个不同A声级，按能量平均方法得出一个A声级表示该段时间内的噪声大小，该声级称为等效（连续A）声级，简称等效连续声级。 工业(gngy)企业噪声检测规范规定：稳定噪声，测量A声级；不稳定

25、噪声测量等效连续声级。第43页/共117页第四十三页，共118页。6.3 传声器 传声器是将声波(shn b)信号转换成电信号的传感器，原理是：声造成的空气动力，推动传声器的振动膜振动，进而经变换器，将机械振动变成电参数的变化。 分类：电容式；动圈式；压电式；永电体式第44页/共117页第四十四页，共118页。6.3 声级计 声级计是噪音(zoyn)测量中测量声压级的主要仪器，它是用一定频率和时间计权来测量噪声的一套仪器。 声级计的工作原理式：被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，改电压信号经衰减器、放大器以及相应的计权网络、滤波器，或者输入记录仪器，或者进过均方根值检波器，直接推动以分贝标

26、定的指示表头，如图6-4所示。第45页/共117页第四十五页，共118页。6.4 噪声(zoshng)测量应注意的问题 （1）测量部位的选取 （2）测量时间的选取 （3）本底噪声的修正(xizhng) （4）干扰的排除第46页/共117页第四十六页，共118页。第7章机械振动检测(jin c) （一）振动的类型(lixng)及其表征参数 （二）测振传感器 （三）常用的测振放大器 （四）振动的激励与激振器 第47页/共117页第四十七页，共118页。第7章机械振动检测(jin c) 振动测试研究的目的有是： 检测及其运转时振动特性，检验产品质量，为设计零部件提供依据； 考考核及其设备承受振动和冲

27、击的能力，对系统动态参数相应特性及动态参数进行识别，从而掌握系统运动规律； 分析查明产生振动的原因(yunyn)，寻找振源，为采取减振、隔振措施提供资料； 对工作及其进行故障检测，以避免重大事故。第48页/共117页第四十八页，共118页。第7章机械振动检测(jin c) 测振系统由下图所示的几个部分(b fen)组成 拾振环节 放大环节 测量分析环节拾振环节(hunji)放大环节测量分析环节第49页/共117页第四十九页，共118页。7.1振动的类型(lixng)及其表征参数振动(zhndng)的基本参数幅值频率相位第50页/共117页第五十页，共118页。7.2 常用(chn yn)振动传

28、感器1 磁电式速度(sd)传感器2 涡流式位移传感器3 应变式加速度(sd)计4 压电式加速度(sd)传感器第51页/共117页第五十一页，共118页。7.3常用(chn yn)的测振放大器 测振放大器具有放大的作用，同时还建有集分、微分(wi fn)及滤波的作用。 常用的放大器有电荷放大器和电压放大器。第52页/共117页第五十二页，共118页。第8章安全控制概述(i sh) （一）工业过程安全控制系统(kn zh x tn)的发展 （二）工业过程安全控制的方法 （三）安全控制系统(kn zh x tn)分类及其组成第53页/共117页第五十三页，共118页。8.1工业过程安全控制系统(kn

29、 zh x tn)的发展安全控制技术的发展趋势：监控(jin kn)网络集成化。预测型监控(jin kn)。第54页/共117页第五十四页，共118页。8.2工业(gngy)过程安全控制的方法 工业过程安全控制常简称为安全监控，它具有( jyu)监测和控制的综合能力。在安全检测与控制技术中，所称的控制有过程控制、应急控制和综合安全控制系统。 （1）过程控制（2）应急控制 （3）建立动态（过程）控制与安全监控功能为一体的综合安全控制系统第55页/共117页第五十五页，共118页。8.3 人工控制与自动控制(z dn kn zh)第56页/共117页第五十六页，共118页。8.3 人工控制与自动控

30、制(z dn kn zh) 比较：液位传感器相当于人工控制中的液位计，控制器代替人的眼睛和大脑，对液位实际值与要求值进行(jnxng)比较和运算；执行器中的电动机相当于人的双手。在人工控制中，人是凭经验支配双手操作的，其效果在很大程度上取决于其经验的正确与否。而在自动控制中，控制器是根据偏差信号，按一定规律去控制调节阀的，其效果在很大程度上决定于控制器的控制规 律的选用是否恰当。自动调节系统自动地维护生产过程在规定的工况下进行(jnxng)，或者说自动维 持各被控量为设定参数值或按一定规律变化等。 定义：所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置（如检测器、 控制器、执行器等）使被

31、控对象（如机器、设备或生产过程）的某一物理量（或工作状态）自动 地按照预定的规律进行(jnxng)运行或变化的手段（或操作）。 第57页/共117页第五十七页，共118页。第9章开关(kigun)信号的获取 （一）开关量信息 （二）开关量变送器 （三）火灾探测器的类型 （四）火灾探测器的工作原理(yunl) （五）火灾探测器的主要技术特征 （六）火灾探测器的选用第58页/共117页第五十八页，共118页。9.1 输出开关(kigun)量信息 什么是开关量？ 只有两种对立状态的逻辑变量，即开关量。例如电闸(dinzh)的开与关。 变送器的任务式将被测物理量转化为开关式的信息。因而变送器的输出仅有

32、两种状态，即有信息状态和无信息状态。 通常用触点闭合来表示有信息状态，如有高电平表示有信息状态，而用低电平表示无信息状态。第59页/共117页第五十九页，共118页。9.1.2 动作(dngzu)值死区 什么是动作值？ 变送器输出(shch)状态转换时被测物理量的值就是变送器的动作值。 由于机械结构上的原因，一般情况下变送器触点的复位值总要比动作值低一些，如图9-2所示。 变送器是具有死区的非线性部件。在大部分自动控制系统中不但不要求变送器取消死区，相反的甚至还要求变送器具有足够大的死区，而且对于不同的场合，控制系统希望变送器具有不同的死区。第60页/共117页第六十页，共118页。9.2 行

33、程开关 行程开关采用直接接触的方法测量物体的机械位移量，以获得行程信息。行程开关的核心是微动开关，微动开关在其他开关量变送器中也得到广泛应用。 微动开关的工作原理 微动开关式利用微小(wixio)的位移量完成开关触点切换的，其基本工作原理基于弹簧蓄能后产生的突然形变。第61页/共117页第六十一页，共118页。9.2 压力(yl)开关 压力开关也称为压力控制器或压力继电器。它是用来将被测压力转换的开关量信息的。它的工作原理属于杠杆测力(c l)原理。压力开关的典型结构如图9-5所示。第62页/共117页第六十二页，共118页。9.2 温度开关 温度开关也称为温度控制器或温度继电器。对于不同的温

34、度测量范围常常要选用结构不同的温度开关。 0100，固体膨胀式温度开关； 100250，采用气体膨胀式温度开关； 250以上，采用热点偶或热点阻温度计，经过测量变送器转换为模拟量电信息，再通过电量转换开关转换为开关量信息。 常用的温度开关有两种，一种是用双金属片构成的，另一种是由金属棒构成的，它们的工作(gngzu)原理如图9-6所示。第63页/共117页第六十三页，共118页。9.2 液位开关(kigun) 常见的液位开关（液位继电器或液位控制器）有两类，一类(y li)式浮子式的，另一类(y li)式电极式的。浮子式的液位开关利用液体对浮子的浮力来测量液位；电极式液位开关利用液体的电导来测

35、量液位。第64页/共117页第六十四页，共118页。9.2.5流量(liling)开关 目前大部分的蒸汽和水的流量都采用传统的节流方法测量。根据节流装置(zhungzh)的流量-压差的特性整定压差开关的动作，既可得到流量的开关信息量。 不需要精确的可以用简单的方法： 如图9-9、9-10、9-11.第65页/共117页第六十五页，共118页。9.2.6电量(dinling)转换开关 为了将已经转换为直流电流或电压值的模拟量信息转换为开关量信息，必须(bx)使用电量转换开关。电量转换开关可以用来测量火电厂中的各种电工参数，如电流、电压、电功率和频率等，获得它们的开关量信息。它也可以用来测量已经转

36、换为模拟量电信息的热工参数或其他参数，获得它们的开关量信息。 电量转换开关的工作原理框图如图9-12所示。它的核心部分是比较电路。 集成运算放大器构成的比较电路应用比较广泛。第66页/共117页第六十六页，共118页。9.2.7火焰(huyn)转换开关 火焰转换开关通常称为火焰检测器。它用来监视燃烧器的火焰，可以输出开关量的信息，常见(chn jin)火焰检测器又火焰导电电极、紫外线检测器和红外线检测器几种。第67页/共117页第六十七页，共118页。9.3 火灾(huzi)探测器的类型 火灾探测器的类型式火灾自动报警系统中不可缺少的组成部分。火灾探测器是反映探测区域中某一点(y din)周围

37、的火灾参数的探测数据。 火灾探测器品种繁多，从探测火灾的方法和原理上分，主要有：空气离化法、温度检测法、火焰检测法和可燃气体检测法等。根据这些探测方法和原理生产的火灾探测器又温感式、感烟式、感光式、可燃气体探测器、红外火焰探测器、复合式等主要类型。 第68页/共117页第六十八页，共118页。9.6火灾(huzi)探测器的选用（1）选择火灾探测器要综合考虑以下因素： 探测器探测区域内可能发生的初期火灾的形成和发展特点； 探测区域周围的环境条件； 建筑物的结构及其高度； 探测器本身的特点； 可能引起误报的条件。 各种火灾探测器的选用(xunyng)结果，必须符合国家标准GBJ 116-88火灾自

38、动报警系统设计规范。第69页/共117页第六十九页，共118页。第10章控制执行(zhxng)装置 （一）自动控制仪表(ybio)的分类 （二）自动控制仪表(ybio)的构成 （三）防爆泄出装置 （四）防火控制装置 （五）紧急制动装置第70页/共117页第七十页，共118页。第10章控制执行(zhxng)装置 对工业过程进行检测、显示、控制和执行等仪表(ybio)总称为自动控制仪表(ybio)，又称自动化仪表(ybio)。 自动化仪表(ybio)的作用是代替人对生产过程进行测量、控制、监督和保护，因而是自动控制系统的必要组成部分，是实现自动控制必不可少的技术工具。第71页/共117页第七十一页

39、，共118页。10.1自动控制仪表(ybio)的分类 自动控制仪表(ybio)可以从不同的角度分类，下面仅从使用能源种类和结构形态分类。 1.按能源分类： 电动仪表(ybio)、气动仪表(ybio)、直接作用式仪表(ybio) 2.按结构形式分类 （1）基地式仪表(ybio) （2）单元式组合仪表(ybio) （3）组装电子式调节仪表(ybio)第72页/共117页第七十二页，共118页。10.3防爆(fn bo)泄出装置 防爆泄压装置的作用是及时排除由于物理变化或化学变化所引起的超压现象。 防爆泄压装置主要包括安全阀、爆破片、防爆门和放空管等。安全阀主要用于防止爆裂，爆破片主要用于防上爆炸，

40、防爆门主要用在燃油、燃气或燃 烧煤粉的加热炉上，放空管是用于紧急排泄有超温、超压、爆聚和分解爆炸危险的物料。对于有爆炸危险的化学反应设备应根据(gnj)需要设置单一的或组合的防爆泄出装置。第73页/共117页第七十三页，共118页。10.3 安全阀1、安全阀的功能和作用原理安全阀是一种为了防止压力设备和容器或易引起压力升高的设备或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全装置，其功能主要是排放泄压。作用原理：当设备内的压力为正常值时，加压载荷大于介质作用力，因而阀芯紧压着阀座，安全阀处于关闭状态(zhungti)；当设备内压力大大超 过正常值时，介质作用力大于预加的载荷，于是阀芯被顶离阀座，安全阀开

41、启，介质从阀中排出；当设备内压下降至正常值时，介质作用力小于所加载荷，阀芯又被压回阀座，安全阀 关闭。调节阀芯上面的加压载荷可以获得所需要的安全阀开启压力。第74页/共117页第七十四页，共118页。10.3 安全阀 安全阀的安装 直接相连、垂直安装 保持畅通、稳固(wng)可靠 防止腐蚀、安全排放第75页/共117页第七十五页，共118页。10.3 爆破(bop)片 爆破片又叫防爆膜、防爆片 作用：排出设备内的气体(qt)、蒸气或粉尘等发生爆炸时产生的压力，防止设备或容器爆裂，扩大爆炸事故。 特点：放出物料多、泄压快、构造简单，可在设备试验压力下破裂。第76页/共117页第七十六页，共118

42、页。10.3 防爆(fn bo)门和防爆(fn bo)球阀 防爆门或防爆球阀是一种用于燃油、燃气和煤粉的燃烧室、加热炉上的安全装置，以防止燃烧室或加热炉轰燃或爆炸时设备(shbi)遭到破坏。防爆(fn bo)门防爆球阀第77页/共117页第七十七页，共118页。10.3.4 排气管、放空管 排气筒或放空管是当反应物料发生剧烈反应，采取加强冷却、减少投料等措施难以奏效(zu xio)，不能防止反应设备超压、超温、暴聚、分解爆炸事故而设置的一 种自动或手控的紧急放空的防爆安全装置。 排气筒或放空管一般设置在反应器、反应塔、高压容器的顶部。第78页/共117页第七十八页，共118页。10.3.5 火

43、炬(huj) 火炬是石油化工企业的一种安全装置。主要用于排除(pich)生产装置开车时产生的不合格的可 燃气体和设备事故时排放的可燃气体物料。第79页/共117页第七十九页，共118页。10.4 火焰隔断(gdun)装置 火焰隔断装置(zhungzh)包括安全液封、水封井、阻火器、单向阀等，其作用是防止外部火焰窜入 有着火爆炸危险的设备、管道、容器内或防止火焰在设备和管道间的扩展。第80页/共117页第八十页，共118页。10.5紧急制动装置(zhungzh) 紧急制动装置是当设备(shbi)和管道断裂、填料脱落、操作错误时防止介质大量外泄或因物料 爆聚、分解造成超温、超压，可能引起着火、爆炸

44、应设的紧急切断物料的安全装置。如若外 泄的是易燃易爆物质，则着火爆炸的危险就更大，故紧急制动装置对防火安全十分重要。 第81页/共117页第八十一页，共118页。第11章自动(zdng)报警 （一）工业生产自动(zdng)报警系统 （二）火灾自动(zdng)报警系统第82页/共117页第八十二页，共118页。第11章自动(zdng)报警 自动报警系统和自动检测系统同是监视工作情况的自动化手段。 两者的区别主要是： (1)检测系统 监视全过程的工作情况 报警系统 专门监视异常情况 (2)检测系统 监视结果通过人的视觉反映给人 报警系统 监视结果是通过人的视觉和听觉(tngju)反映给人 (3)检

45、测系统 按模拟量信息工作的 报警系统 按开关量信息工作的第83页/共117页第八十三页，共118页。11.1工业生产报警(bo jng)信息的基本内容报警信息的基本内容(nirng)被检控参数的异常；主辅设备的异常；自动装置的异常。第84页/共117页第八十四页，共118页。11工业生产报警(bo jng)信息的基本内容 自动装置的异常情况主要有： 变送器和执行机构或自动装置本身的故障(gzhng)； 自动装置退出工作； 自动装置等待三种。第85页/共117页第八十五页，共118页。11.1工业生产自动报警系统(xtng)的功能自动报警系统(xtng)基本功能：将被监视对象的异常情况及时而准确

46、地检测出来，并且用音响和灯光显示等手段迅速地将监视结果传达给人。通常使用的音响是电铃和电筒。而灯光显示的方法则是用灯光照亮预先写在显示器屏幕上的文字，这个显示器叫做光字牌。自动报警系统(xtng)的组成如图11-1。第86页/共117页第八十六页，共118页。11.1工业生产自动(zdng)报警装置的结构特性 自动报警装置应该包括显示器、音响器和控制电路三部分。 控制电路可以使用不同的元件组成，如继电器、半导体元件或集成元件。目前常见(chn jin)的报警装置控制电路大多由继电器组成，它通常分为每个报警通道部分和公用部分两部分。第87页/共117页第八十七页，共118页。11.1 工业生产报

47、警信息(xnx)的处理（1）将报警信息进行分级以突出重点 （2）正确选用(xunyng)报警信息的转换元件（3）引入附加条件准确判断异常情况第88页/共117页第八十八页，共118页。11.2火灾自动(zdng)报警系统 火灾自动消防系统应包括探测、报警、控制、联动、灭火、减灾等功能(gngnng)。 火灾自动报警系统主要完成探测和报警的功能(gngnng)，控制和联动等功能(gngnng)主要由联动控制系统来完成。第89页/共117页第八十九页，共118页。11.2 火灾自动(zdng)报警系统的设置 注：建筑设计防火规范（GBJ 16-87）已经作废，书中相关(xinggun)部分请勿参考

48、。请参考建筑设计防火规范 GB500162006第90页/共117页第九十页，共118页。11.2 火灾自动报警系统(xtng)的功能和组成 火灾探测和报警系统应具备以下各项功能： （1）尽快地探测火灾以便完成其既定的功能； （2）将探测信号可靠地传输到控制器，并在适当时传输到火警接收站（或消防队） ； （3）将探测信号转换成一种能及时准确元误地引起遇难人员注意的清晰的报警信号； （4）保持对其要探测的现象以外的那些现象不敏感； （5）对任何可能使系统正确性受到危害的故障，要能及时而清楚(qng chu)地给出监视信号。 （6）其他功能第91页/共117页第九十一页，共118页。11.2 火灾

49、(huzi)自动报警系统的分类 （1）按报警系统性能的先进性程度 传统火灾自动报警系统 现代火灾自动报警系统 （2）按报警系统本身(bnshn)的规模及应用范围的不同 区域报警系统 集中报警系统 控制中心报警系统 第92页/共117页第九十二页，共118页。第12章联动(lin dn)控制 （一）联动(lin dn)控制的基本概念 （二）电动力联动(lin dn)控制 （三）热动力联动(lin dn)控制第93页/共117页第九十三页，共118页。12.1联动(lin dn)控制的基本概念 根据控制对象之间的简单关系，将它们的控制电路通过简单的连接而达到相互间联系在一起，使这些对象的控制相互牵

50、连，形成联锁反应，从而实现自动控制。这种自动控制就叫 联动(lin dn)控制，也可以称为联锁控制或联动(lin dn)操作等。 第94页/共117页第九十四页，共118页。12.1联动(lin dn)控制的基本概念 在联动控制系统中“联”接到某一控制对象控制电路中使该对象的控制电路“动”作的信息，叫“联锁条件” 。 禁止控制电路动作(dngzu)的条件，是使被控制对象控制电路关“闭”封“锁”起来的条件。这类条件就叫做闭锁条件。一般闭锁条件在电路中以常闭触点来实现者较多。 连锁和闭锁都是有两个控制方向 。第95页/共117页第九十五页，共118页。12.3锅炉送引风机的联动(lin dn)控制

51、（ 1 ）回转式空气预热器的交流电动机启动的联锁(lin su)条件：空气预热器的控制开关KK放在启动位置。启动的闭锁条件：无。停止的联锁(lin su)条件：下列条件之一（图12-16a）。 a.预热器的控制开关KK放在停止位置且交流电动机正在运行。 b.交流电气故障。停止的闭锁条件：无。第96页/共117页第九十六页，共118页。12.3锅炉送引风机的联动(lin dn)控制第97页/共117页第九十七页，共118页。12.3.2 锅炉送引风机的联动(lin dn)控制（2）回转式空气预热器的直流电动机 启动(qdng)的联锁条件：下列条件全部（图12-16a） a.预热器控制开关KK放在

52、启动(qdng)位置。 b.交流电气故障。启动(qdng)的闭锁条件：无。停止的联锁条件：下列条件之一（图12-16b） a.预热器控制开关KK放在停止位置且直流电动机正在运行； b.直流电气故障。停止的闭锁条件：无。第98页/共117页第九十八页，共118页。12.3.2 锅炉送引风机的联动(lin dn)控制（3）引风机辅助油泵的电动机启动的联锁条件：下列条件之一（图12-17a）。 a.引风机控制开关KK放在启动位置； b.引风机运行而润滑油压力低； c.引风机运行而引风机控制开关KK放在停止位置。 启动的闭锁条件：无。停止的联锁条件：下列条件之一（图12-17b）。 a.引风机运行而轴

53、承润滑油压过高超过(chogu)3min时； b.引风机辅助油泵的电气故障； c.引风机控制开关KK放在停止位置且引风机已经停止30min后。 停止的闭锁条件：无。第99页/共117页第九十九页，共118页。12.3.2 锅炉送引风机的联动(lin dn)控制第100页/共117页第一百页，共118页。12.3.2 锅炉(gul)送引风机的联动控制（4）引风机电动机启动的联锁条件：引风机控制开关KK放在启动位置。启动的闭锁条件：符合下列全部条件（图12-18a）。 a.引风机入口挡板关闭； b.轴承润滑油区正常(zhngchng)； c.回转式空气预热器已在运行。停止的联锁条件：符合下列条件之

54、一（图12-18b）。 a.引风机控制开关KK放在停止位置； b.轴承润滑油压过低； c.引风机的电气故障。停止的闭锁条件：无。第101页/共117页第一百零一页，共118页。12.3.2 锅炉(gul)送引风机的联动控制第102页/共117页第一百零二页，共118页。12.3.2 锅炉送引风机的联动(lin dn)控制（5）引风机出口挡板开启的联锁条件：符合下列条件之一。 a.引风机已运行(ynxng)； b.引风机已停止且另一台引风机也已停止。开启的闭锁条件：无。关闭的联锁条件：符合下列全部条件。 a.引风机已停止运行(ynxng)； b.另一台引风机正在运行(ynxng)。关闭的闭锁条件

55、：无。第103页/共117页第一百零三页，共118页。12.3消防(xiofng)控制设备及其功能火灾自动报警系统设计规范规定消防控制室中应具有下列部分或全部消防控制设备：（1）集中报警控制器；（2）室内消火栓系统的控制装置；（3）自动喷水灭火系统的控制装置；（4 ）泡沫、干粉灭火系统的控制装置； （5）卤代皖、二氧化碳(r yng hu tn)等管网灭火系统的控制装置； （6）电动防火门、防火卷帘的控制装置； （7）通风空调、防烟排烟设备及电动防火阀的控制装置；（8）电梯控制装置；（9）火灾事故广播设备控制装置； （10）消防通讯设备等。第104页/共117页第一百零四页，共118页。12.3消防(xiofng)控制设备及其功能 消防控制设备按其所控制的设备功能来分，可分作四类： （1）灭火系统的控制；（2）灭火辅助系统的控制； （3）对报警及疏散相关的控制（4）消防专用通讯设备的控制。 消防控制设备按其控制方式可分为三种： （1）自动控制方式；（2）联动控制方式； （3）手动控制方式。 火灾自动报警系统设计规范明确规定了消防控制设备对灭火系统及其设备，应具有(jyu)的控制和显示功能。详细见书173-175页。第105页/共117页第一百零五页，共118页。12.3消防(xio