测试信号与技术分析课程读书报告

1、测试信号与技术分析课程读书报告之在我的工作中所遇到的检验分析我是一名压力容器设计人员，在我的工作中总是会配合着同事进行一系列的测试分析,有在单位中进行的材料的理化检验或无损检测等,也有与出厂的设备相关的仪表所需要涉及的检验.虽无法叙述精确具体但也可略窥一二,在此谈一谈所知:一、材料的理化检验材料理化检验主要是检验材料的使用性能。施工常见的材料检验主要包括力学性能、化学性能、晶间腐蚀、焊材扩散氢检验.1.力学性能检验包括强度、塑性、硬度、韧性。强度指常温条件下材料的受载抵抗塑性变形和防止破坏的能力不同材料在不同的温度下强度是不同的。施工中常用来确定材料是否在符和腐蚀、温度要求的情况下可否使用或压

2、力试验时计算试验压力，常用的材料不同温度强度在GB150的材料篇中有专用的数值表。试验方法主要使用万能拉力机检验。塑性指材料在外力的作用下，能够产生永久变形而不破坏的能力试用伸长率、断面收缩率来表示。伸长率是利用拉力机拉断标准试件时，总伸长长度与初始长度以（%）表示。断面收缩率顾名思义指试件拉断时横断面缩小的面积与原始截面面积的比值以（%）表示。伸长率和断面收缩越大说明材料的塑性越好便于加工成型，避免制造的设备在使用过程中发生脆性破坏。 硬度是指抵抗其他硬物压入其表面或划伤的能力。施工中主要用于检验热处理后设备、管道母材同焊缝的硬度区别，以检验热处理后是否材料符和要求。硬度检验现场主

3、要使用冲击式硬度计检验。硬度标示方法主要有：布氏硬度HB、洛氏硬度HRA/HRC、维氏硬度HV。韧性是材料对冲击载荷的抵抗能力。使用摆锤式试验机对加工试件一次性冲断，材料所吸收的功，使用AK表示单位J，工程中称为冲击值。在冲击试验中，由于材料在不同温度下的塑性是不同的，因此材料的使用应当在转变温度以上，通过冲击试验，可以检验材料的使用温度范围内的冲击韧性是否符合材料的使用要求。2.金属材料化学分析材料的化学成分分析在施工中主要是材料的含C量、含Mn量、含Si量、含S、P量的分析即五大元素分析。对于其他Gr、Mo、V、Ti、Ni、Cu等元素的分析根据不同的检测要求确定。化学成分分析可以定量分析出

4、材料的成分含量。另外使用广谱分析的方法也可以分析出材料的化学成分，但精度较低只可以大致确定一个范围值。分析方法依据标准：3.其他检测: 晶间腐蚀、焊接材料的扩散氢试验、试验的取样等二、无损检测材料科学与工程中常用的技术是在不损坏工件的条件下检测工件表面或内部的缺陷，又称无损检测，无损检测NDT（Non-destructive testing），就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称。与破坏性检测相比，

5、无损检测具有以下显著特点：(1) 非破坏性(2) 全面性(3) 全程性(4) 可靠性问题无损检测具有非常客观的优点，主要表现在以下几方面：(1) 改进生产工艺：采用无损检测方法对制造用原材料直至最终的产品进行全程检测，可以发现某些工艺环节的不足之处，为改进工艺提供指导，从而也在一定程度上保证了最终产品的质量。 (2) 提高产品质量：无损检测可对制造产品的原材料、各中间工艺环节直至最终的产成品实行全过程检测，为保证最终产品年质量奠定了基础。 (3) 降低生产成本：在产品的制造设计阶段，通过无损检测，将存有缺

6、陷的工件及时清理出去，可免除后续无效的加工环节，减小原材料和能源的消耗节约工时，降低生产成本。 (4) 保证设备的安全运行：由于破坏性检测只能是抽样检测不可能进行100%的全面检测，所得的检测结论只反映同类被检对象的平均质量水平。无损检测分为常规检测技术和非常规检测技术。常规检测技术有：超声检测Ultrasonic Testing（缩写 UT）、射线检测Radiographic Testing（缩写RT）、磁粉检测Magnetic particle Testing（缩写MT）、渗透检验Penetrant Testi

7、ng （缩写PT）、涡流检测Eddy current Testing（缩写ET）。非常规无损检测技术有：声发射Acoustic Emission(缩写AE)、红外检测Infrared（缩写IR）、激光全息检测Holographic Nondestructive Testing（缩写HNT）等。下面对以上所说的五种常规检测技术以及几种非常规检测技术做一下简要的介绍。1.超声检测超声检测的基本原理是：利用超声波在界面（声阻抗不同的两种介质的结合面）出的反射和折射以及超声波在介质中传播过程中的衰减，由发射探头向被检件发射超声波，由接收探头接

8、收从界面（缺陷或本底）处反射回来超声波（反射法）或透过被检件后的透射波（透射法），以此检测备件部件是否存在缺陷，并对缺陷进行定位、定性与定量。超声检测主要应用于对金属板材、管材和棒材，铸件、锻件和焊缝以及桥梁、房屋建筑等混凝土构建的检测。2.射线检测射线检测的基本原理是：利用射线(X射线、射线和中子射线)在介质中传播时的衰减特性，当将强度均匀的射线从被检件的一面注入其中时，由于缺陷与被检件基体材料对射线的衰减特性不同，透过被检件后的射线强度将会不均匀，用胶片照相、荧光屏直接观测等方法在其对面检测透过被检件后的射线强度，即可判断被检件表面或内部是否存在缺陷（异质点）。目前，射线检测主要一个用于机

9、械兵器、造船、电子、航空航天、石油化工等领域中的铸件、焊缝等的检测3.磁粉检测磁粉检测的基本原理是：由于缺陷与基体材料的磁特性（磁阻）不同穿过基体的磁力线在缺陷处将产生弯曲并可能逸出基体表面，形成漏磁场。若缺陷漏磁场的强度足以吸附磁性颗粒，则将在缺陷对应处形成尺寸比缺陷本身更大、对比度也更高的磁痕，从而指示缺陷的存在。目前，磁粉检测主要应用于金属铸件、锻件和焊缝的检测。4.渗透检测渗透检测的基本原理是：利用毛细管现象和渗透液对缺陷内壁的浸润作用，使渗透液进入缺陷中，将多余的渗透液出去后，残留缺陷内的渗透液能吸附显像剂从而形成对比度更高、尺寸放大的缺陷显像，有利于人眼的观测。目前，渗透检测主要应

10、用于有色金属和黑色金属材料的铸件、锻件、焊接件、粉末冶金件以及陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。5.涡流检测涡流检测的基本原理是：将交变磁场靠近导体（被检件）时，由于电磁感应在导体中将感生出密闭的环状电流，此即涡流。该涡流受激励磁场（电流强度、频率）、导体的电导率和磁导率、缺陷（性质、大小、位置等）等许多因素的影响，并反作用于原激发磁场，使其阻抗等特性参数发生改变，从而指示缺陷的存在与否。末冶金件以及陶瓷、塑料和玻璃制品的检测。5.涡流检测涡流检测的基本原理是：将交变磁场靠近导体（被检件）时，由于电磁感应在导体中将感生出密闭的环状电流，此即涡流。该涡流受激励磁场（电流强度、频率）、导体的电导率和磁导

11、率、缺陷（性质、大小、位置等）等许多因素的影响，并反作用于原激发磁场，使其阻抗等特性参数发生改变，从而指示缺陷的存在与否。 目前，涡流检测主要应用于导电管材、棒材、线材的探伤和材料分选。6.声发射检测声发射检测的基本原理是：利用材料内部因局部能量的快速释放（缺陷扩展、应力松弛、摩擦、泄露、磁畴壁运动等）而产生的弹性波，用声发射传感器级二次仪表取该弹性波，从而对试样的结构完整性进行检测。 目前，声发射检测主要应用于锅炉、压力容器、焊缝等试件中的裂纹检测；隧道、涵洞、桥梁、大坝、边坡、房屋建筑等的在役检（监）测。 7.红外检测红外检测的基本原理是：用红外点温仪、红外热

12、像仪等设备，测取目标物体表面的红外辐射能，并将其转变为直观形象的温度场，通过观察该温度场的均匀与否，来推断目标物体表面或内部是否有缺陷。 目前，红外检测主要用应于电力设备、石化设备、机械加工过程检测、火灾检测、农作物优种、材料与构件中的缺陷无损检测。8.激光全息检测激光全息检测是利用激光全息照相来检验物体表面和内部的缺陷。它是将物体表面和内部的缺陷，通过外部加载的方法，使其在相应的物体表面造成局部变形，用激光全息照相来观察和比较这种变形，然后判断出物体内部的缺陷。目前，激光全息检测主要应用于航空、航天以及军事等领域，对一些常规方法难以检测的零部件进行检测，此外，在石油化工、铁路、机械

13、制造、电力电子等领域也获得了越来越广泛的应用。目前，涡流检测主要应用于导电管材、棒材、线材的探伤和材料分选。 三、温度检测温度的测量方法通常分为两大类，即接触式测温法和非接触式测温法。接触式测温是使被测物体与温度计的感温元件直接接触，使其温度相同，便可以得到被测物体的温度。非接触式测温是温度计的感温元件不直接与被测物体相接触，而是利用物体的热辐射原理或电磁原理得到被测物体的温度，如全辐射温度计、光学高温计、光电高温计、比色高温计、红外测温计等。温度计常用的有：1热电阻温度计。其被广泛地用于低温及中温(-200500)范围内的温度测量，目前应用范围已扩展到15K的超低温领域。同时，在1

14、0001200的高温范围内，也具有较好特性。常用的有铂热电阻、铜热电阻、半导体热敏电阻等。2热电偶温度计。热电偶是基于热电势效应原理的测温用传感器，热电势由接触电势、温差电势两部分组成。 热电偶的基本定律有均匀电路定律、中间温度定律、中间导体定律、标准电极定律等。常用热电偶有：铂铑铂铑、铂铑铂、镍铬镍硅(铝) 、镍铬铜镍 (康 铜) 等。四、流量检测技术流量的基本概念包括：瞬时流量（流量）、总流量（累计流量）、体积流量（qv）、质量流量（qM）。同时我们也要了解紊流和层流、雷诺数等概念。流量计有容积式流量计、差压式流量计、流体阻力式流量计、测速式流量计等。1容积式流量计:主要有椭圆齿轮流量计和

15、腰轮转子流量计两种。椭圆齿轮流量计是借助于固定的容积来计量流量的，与流体的流动状态及粘度无关。当通过流量计的流量为恒定时，椭圆齿轮在一周的转速是变化的，但每周的平均角速度是不变的。由于角速度的脉动，测量瞬时转速并不能表示瞬时流量，而只能测量整数圈的平均转速来确定平均流量。 2差压式流量计：是利用流体流经节流装置或均速管时产生的压力差的原理来实现流量测量的，其中用节流装置和差压计所组成的差压式流量计是目前应用最广的一种流量计。 3流体阻力式流量计：分为转子流量计，其在工业上和实验室最常用；靶式流量计，是以管内流动的流体给予插入管中的靶的推力F来测量流量的一种测量装置。4测速式流量计：主要有涡轮流

16、量计、超声波流量计和电磁流量计。其中涡轮流量计主要由涡轮、导流器、壳体和磁电传感器等组成。当流体通过流量计时，推动涡轮使其以一定的转速旋转，此转速是流体流量的函数。而装在壳体外的非接触式磁电转速传感器输出脉冲信号的频率与涡轮的转速成正比。因此，测定传感器的输出频率即可确定流体的流量。五、成分检测技术所谓化学成分是指一种化合物或混合物的组成分子、原子或原子团的种类和比例。依据工作原理，可将成分分析仪器分为8类：电化学、热学式、磁学式、光学式、射线式、色谱仪、电子光学和离子光学仪、依据其它原理工作的成分分析仪器。依据仪器的工作对象，又可将成分分析仪器分为：气体成分分析仪器、液体成分分析仪器、金属成分分析仪器、酸碱度成分分析仪器等。本章主要讲述气体和溶液成分分析仪器。1.氧含量测量：测量气体中含氧量的仪器有两类：磁性式氧分析仪和氧化锆探头。2.红外线气体分析测量：主要依据对红外线的吸收特征来分析气体组分含量。在气体中，单原子气体和同原子的双原子气体（如Ar、He、H2、N2等）一般不吸收红外线