安全檢測(cè)技術(shù)

1、1 名詞解釋1. 絕對(duì)誤差：測(cè)量值（即示值）x與被測(cè)量的真值x0之間的代數(shù)差值x稱為測(cè)量值的絕對(duì)誤差。2. 系統(tǒng)誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)參數(shù)時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按某一確定的規(guī)律變化，這種測(cè)量誤差被稱為系統(tǒng)誤差。3. 安全監(jiān)測(cè)儀器：指將傳感器或檢測(cè)器及信號(hào)處理、顯示單元集于一體，固定安裝于現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)安全狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的裝置。4. 安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：如果只是將傳感器或檢測(cè)器固定安裝于現(xiàn)場(chǎng)，而將信號(hào)處理、顯示、報(bào)警等單元安裝在遠(yuǎn)離現(xiàn)在的控制室內(nèi)，則稱為安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 將監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)結(jié)合起來，則能把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成控制信號(hào)，該系統(tǒng)稱為監(jiān)控系統(tǒng)。5. 光敏材料：光電傳感器能

2、將被測(cè)量的變化通過光信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電壓、電流、電阻等）。具有這種功能的材料稱為光敏材料。6. 壓電效應(yīng)：某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。逆向壓電效應(yīng)是指當(dāng)某晶體沿一定方向受到電場(chǎng)作用時(shí)，相應(yīng)地在一定的晶軸方向?qū)a(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械應(yīng)力，又稱電致伸縮效應(yīng)。當(dāng)外加電場(chǎng)撤去后，晶體內(nèi)部的應(yīng)力或變形也隨之消失。7. 等響曲線：描述等響條件下聲壓級(jí)與聲波頻率的關(guān)系曲線稱為等響曲線，它表明了正常的人耳對(duì)響度相同的純音所感受的

3、聲壓級(jí)與頻率的關(guān)系。8. 真值：1）.約定真值：根據(jù)國(guó)際計(jì)量委員會(huì)通過并發(fā)布的各種物理參量單位的定義，利用當(dāng)今最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)復(fù)現(xiàn)這些實(shí)物的單位基準(zhǔn)， 其值被公認(rèn)為國(guó)際或國(guó)家基準(zhǔn)， 稱為約定真值。2）.相對(duì)真值：相對(duì)真值也叫實(shí)際值。在實(shí)際的測(cè)量過程中，能夠滿足規(guī)定準(zhǔn)確度的情況下，用來代替真值使用的值被稱作相對(duì)真值。 9. 標(biāo)稱值：計(jì)量或測(cè)量器具上標(biāo)注的量值，稱為標(biāo)稱值。 10. 示值：檢測(cè)儀器（或系統(tǒng)）指示或顯示（被測(cè)參量）的數(shù)值叫示值，也叫測(cè)量值或讀數(shù)。 11. 絕對(duì)誤差：測(cè)量值（即示值）x與被測(cè)量的真值x0之間的代數(shù)差值x稱為測(cè)量值的絕對(duì)誤

4、差：x=x-x0 12. 相對(duì)誤差（絕對(duì)誤差在整個(gè)物量中的比重）：測(cè)量值（即示值）的絕對(duì)誤差x與被測(cè)參量真值x0的比值，稱為檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量值（示值）的相對(duì)誤差，該值無量綱，常用百分?jǐn)?shù)表示，即13. 引用誤差：測(cè)量值的絕對(duì)誤差x與儀表的滿量程L之比值，稱為引用誤差。引用誤差通常也以百分?jǐn)?shù)表示：  14. 最大引用誤差（或滿度最大引用誤差）：在規(guī)定的工作條件下，當(dāng)被測(cè)量平穩(wěn)增加或減少時(shí)，在儀表全量程內(nèi)所測(cè)得的各示值的絕對(duì)誤差值的絕對(duì)值與滿量程L的比值的百分?jǐn)?shù)，稱為儀表的最大引用誤差，用符號(hào)max表示：很好地表征測(cè)量?jī)x表的測(cè)量精度：15. 隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差又稱偶然誤差，

5、它是指在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)參數(shù)時(shí)，測(cè)量誤差的大小與符號(hào)均無規(guī)律變化，這類誤差被稱為隨機(jī)誤差。 16. 粗大誤差重要誤差，必須剔除：在相同條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)參數(shù)時(shí)，測(cè)量結(jié)果顯著地偏離其實(shí)際值時(shí)所對(duì)應(yīng)的誤差，這類誤差被稱為粗大誤差。 17. 按誤差來源分類：儀器誤差、理論誤差與方法誤差、環(huán)境誤差、人員誤差。按誤差的出現(xiàn)分類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差。按測(cè)量時(shí)間：靜態(tài)、動(dòng)態(tài)誤差。按使用條件：基本誤差、附加誤差。按誤差與被測(cè)量的關(guān)系：定值誤差、累積誤差。 18. 粗大誤差分析與處理：萊以特準(zhǔn)則：凡剩余誤差大于3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的就可以認(rèn)為是粗大誤差，它

6、所對(duì)應(yīng)的測(cè)量值就是壞值，應(yīng)予以舍去。 19. 檢測(cè)信號(hào)分類：（1）.靜態(tài)信號(hào)：是指在一定的測(cè)量期間內(nèi)，不隨時(shí)間變化的信號(hào)。動(dòng)態(tài)信號(hào)：是指隨時(shí)間的變化而變化的信號(hào)。（2）連續(xù)信號(hào)：在觀測(cè)過程的連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)信號(hào)有確定的值。允許在其時(shí)間定義域上存在有限個(gè)間斷點(diǎn)。模擬信號(hào)：取值是連續(xù)的連續(xù)信號(hào)。離散信號(hào)：信號(hào)僅在規(guī)定的離散時(shí)刻有定義。數(shù)字信號(hào)：取值為離散的離散信號(hào)。20. 電阻應(yīng)變片組成：敏感柵、基底、覆蓋層、引線、粘合劑。 21. 傳感器的分類：按輸入量（被測(cè)對(duì)象）分類：可分為物理量傳感器、 化學(xué)量傳感器和生物量傳感器三大類。 其中， 物理量傳感器

7、又可分為溫度傳感器、 壓力傳感器、 位移傳感器等。按轉(zhuǎn)換原理分類：從傳感器的轉(zhuǎn)換原理來說， 通常分為結(jié)構(gòu)型、 物性型兩大類。按能量轉(zhuǎn)換的方式分類：按轉(zhuǎn)換元件的能量轉(zhuǎn)換方式，傳感器可分為有源型和無源型兩類。按輸出信號(hào)的形式分：傳感器可分為開關(guān)式、模擬式和數(shù)字式。按輸入、 輸出特性， 傳感器可分為線性和非線性兩類。 22. 結(jié)構(gòu)型傳感器：電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電 23. 光電效應(yīng)：金屬表面在光輻射下發(fā)射電子的效應(yīng)。外光電效應(yīng)：在光的作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面、向外發(fā)射的現(xiàn)象叫外光電效應(yīng)。光電

8、導(dǎo)效應(yīng)：在光的作用下，電子吸收光子能量從鍵合狀態(tài)過渡到自由狀態(tài)，引起物體電阻率的變化，這種現(xiàn)象稱為光電導(dǎo)效應(yīng)。光生伏特效應(yīng)：在光的作用下，能使物體內(nèi)部產(chǎn)生一定方向的電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 24. 霍爾效應(yīng)：通有電流的金屬板上加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，在與電流和磁場(chǎng)都垂直的金屬板的兩表面間出現(xiàn)電勢(shì)差。25. 超聲波傳感器：超聲波探頭常用的材料是壓電晶體和壓電陶瓷，這種探頭統(tǒng)稱為壓電式超聲波探頭， 逆壓電效應(yīng)將高頻電振動(dòng)轉(zhuǎn)換成高頻機(jī)械振動(dòng)，以產(chǎn)生超聲波，可作為發(fā)射探頭；利用正壓電效應(yīng)則將接收的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可作為接收探頭。 26. 傳感器選用原則

9、60;：選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測(cè)量方式等六個(gè)方面的問題。27. 在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中：由可燃?xì)怏w引起的燃燒、爆炸事故；由有毒氣體引起的急性或慢性中毒事故；由于缺氧引起的缺氧窒息事故。 28. 常見氣體檢測(cè)報(bào)警儀：煤氣報(bào)警控制器、瓦斯檢測(cè)儀、感煙探測(cè)儀。29. 感煙探測(cè)儀工作原理：透射式感煙探測(cè)儀是利用煙霧的顆粒性來進(jìn)行探測(cè)的，這是因?yàn)闊熿F由微小的顆粒組成。在發(fā)光管與光敏元件之間，如果為純凈的空氣，則完全透光；如果有煙霧，則接受的光強(qiáng)減少。散射式:平時(shí)在純凈的空氣中，因?yàn)橛姓趽醢?，光敏元件接收不到光管的信?hào)。但是空氣中含有煙霧時(shí)，煙霧的微粒對(duì)光有散射

10、作用，光敏元件就接收到了信號(hào)，經(jīng)過放大后就可以驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。離子式：在兩個(gè)金屬平板之間加上直流電壓，并在附近放上一塊同位素镅241，當(dāng)周圍空氣無煙時(shí)，镅241放出微量的a射線，使附近的空氣電離。于是在平板電極之間的直流電壓作用下，空氣中就會(huì)有離子電流產(chǎn)生。當(dāng)周圍有煙霧時(shí)，煙霧時(shí)由微粒組成的，微粒會(huì)將一部分離子吸附，使空氣中離子減少，而且微粒本身也吸收a射線這兩個(gè)因素使得離子電流減少。30. 分散度：粒子粉碎程度。 31. 粉塵種類：全塵、呼吸性粉塵、爆炸性粉塵、無爆炸性粉塵、惰性粉塵、硅塵、游離粉塵、沉積粉塵。粉塵檢測(cè)類容：濃度、分散性、化學(xué)成分。粉塵檢測(cè)方法：光學(xué)顯微鏡法、電集塵法

11、、濾紙取樣法、掃描顯微鏡檢測(cè)法、貝塔射線檢測(cè)法、光電測(cè)塵。 32. 噪聲檢測(cè)條件：測(cè)量應(yīng)在正常情況下進(jìn)行、風(fēng)速超過3就要戴防風(fēng)罩、遠(yuǎn)離電場(chǎng)磁場(chǎng)。 7.火災(zāi)現(xiàn)象：熱（溫度）、燃燒氣體、煙霧、火焰?；馂?zāi)探測(cè)方法：空氣離化探測(cè)法、熱（溫度）檢測(cè)法、光電探測(cè)方法、光輻射或火焰輻射探測(cè)方法、可燃?xì)怏w探測(cè)法。33. 安全檢測(cè)的意義：有效減少事故隱患；預(yù)防和控制重、特大事故的發(fā)生；遏制群死群傷和重大經(jīng)濟(jì)損失。34. 安全監(jiān)測(cè)的目的：（1）為職業(yè)健康安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)（2）為安全技術(shù)及設(shè)施進(jìn)行監(jiān)督（3）為安全技術(shù)措施的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)（4）改善勞動(dòng)作業(yè)條件2 簡(jiǎn)述1. 系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因。 測(cè)量

12、時(shí)所用的工具（儀器、器具等）本身性能不完善或安裝、布置、調(diào)整不當(dāng)而產(chǎn)生的誤差；在測(cè)量過程中因溫度、濕度、氣壓、電磁干擾等環(huán)境條件發(fā)生變化所產(chǎn)生的誤差；因測(cè)量方法不完善、或者測(cè)量所依據(jù)的理論本身不完善等原因所產(chǎn)生的誤差；因操作人員視讀方式不當(dāng)造成的讀書誤差等。2. 消除系統(tǒng)誤差的方法。 引入修正值法；零位式測(cè)量法；替換法；對(duì)照法；交叉讀數(shù)法；半周期法。3.系統(tǒng)誤差的幾種類型。 （1）儀器誤差 這是由于儀器本身的缺陷或沒有按規(guī)定條件使用儀器而造成的。如儀器的零點(diǎn)不準(zhǔn)，儀器未調(diào)整好，外界環(huán)境（光線、溫度、濕度、電磁場(chǎng)等）對(duì)測(cè)量?jī)x器的影響等所產(chǎn)生的誤差。 （2）理論誤差（方法誤差） 這是由于測(cè)量所依據(jù)

13、的理論公式本身的近似性，或?qū)嶒?yàn)條件不能達(dá)到理論公式所規(guī)定的要求，或者是實(shí)驗(yàn)方法本身不完善所帶來的誤差。例如熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中沒有考慮散熱所導(dǎo)致的熱量損失，伏安法測(cè)電阻時(shí)沒有考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響等。 （3）個(gè)人誤差 這是由于觀測(cè)者個(gè)人感官和運(yùn)動(dòng)器官的反應(yīng)或習(xí)慣不同而產(chǎn)生的誤差，它因人而異，并與觀測(cè)者當(dāng)時(shí)的精神狀態(tài)有關(guān)。4.霍爾元件的應(yīng)用。 1)利用U與I的關(guān)系當(dāng)磁場(chǎng)恒定時(shí)，在一定溫度下，霍爾電勢(shì)U與控制電流I呈很好的線性關(guān)系，利用這一特性，霍爾元件可用于直接測(cè)量電流，也可用于測(cè)量能轉(zhuǎn)換為電流的其他物理量。 2)利用U與B的關(guān)系當(dāng)控制電流一定時(shí)，霍爾電勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。利用這個(gè)關(guān)系可以測(cè)量交、

14、直流磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等。 5. 粉塵檢測(cè)的幾種方法。 光學(xué)顯微鏡法；電集塵法；濾紙取樣法；掃描顯微鏡檢測(cè)法；射線測(cè)塵原理；光電測(cè)塵原理。6. 電感式傳感器的特點(diǎn)。 (1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無活動(dòng)電觸點(diǎn)，工作可靠，壽命較長(zhǎng)：(2)靈敏度和分辨率高電壓靈敏度一般每毫米的位移可達(dá)數(shù)百毫伏的輸出；(3)線性度和重復(fù)性比較好，在一定位移(如幾十微米至幾毫米)內(nèi)，傳感器非線性誤差可做到0.050.1，并且穩(wěn)定性好。7.簡(jiǎn)述電阻傳感器原理。 電阻式傳感器是將非電量(如力、位移、形變、速度、加速度和扭矩等參數(shù))轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。電阻式傳感器原理從上式可見，若導(dǎo)體的三個(gè)參數(shù)(電阻率、長(zhǎng)度和截面積)中的一個(gè)或數(shù)

15、個(gè)發(fā)生變化，則電阻值隨著變化，因此可利用此原理來構(gòu)成傳感器。例如，若改變長(zhǎng)度L，則可形成電位器式傳感器，改變L 、A和則可做成電阻應(yīng)變片；改變則可形成熱敏電阻、光導(dǎo)性光檢測(cè)器等。下面介紹兩種最常用的電阻式傳感器：電位器式傳感器和應(yīng)變片式傳感器。8. 變極距型電容傳感器的特性曲線。a. 變極距型電容傳感器只有在d很小，即小測(cè)量范圍內(nèi)，才有近似的線性輸出；b. 極距d越小，靈敏度越高，故可用減小極距的辦法來提高靈敏度；c. 極距d過小會(huì)帶來兩個(gè)問題，一使非線性誤差增加，二是易造成極板間介質(zhì)擊穿，并增加極板的加工與安裝難度。3 電表合格精度等級(jí)計(jì)算。4 論述題1. 安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的組成。安全檢測(cè)與

16、監(jiān)控是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。檢測(cè)與監(jiān)控任務(wù)的完成，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、故障檢測(cè)與安全決策以及安全措施等四個(gè)階段組成。數(shù)據(jù)采集采集數(shù)據(jù)的主要工具是傳感器(或敏感器)。對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行過程而言，傳感器或測(cè)量設(shè)備輸出信息通常是以等間隔或不等間隔的采樣時(shí)間序列的形式給出的。監(jiān)控過程的數(shù)據(jù)采集，必須同時(shí)兼顧到采集過程的工程可實(shí)現(xiàn)性和采樣數(shù)據(jù)有效性。此處所謂數(shù)據(jù)有效性，主要是指采樣的測(cè)量數(shù)據(jù)與過程系統(tǒng)故障之間必須有內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。 信號(hào)處理一般地，在對(duì)過程進(jìn)行故障檢測(cè)與診斷之前必須借助濾波、估計(jì)或其他形式的數(shù)據(jù)處理與特征信息技術(shù)對(duì)過程系統(tǒng)采樣時(shí)間序列進(jìn)行信息壓縮，使之更適合于故障檢測(cè)與診斷。故障檢測(cè) 監(jiān)控過

17、程的故障檢測(cè)的首要任務(wù)是依據(jù)壓縮之后的過程信息或借助直接從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取的反映過程異常變化或系統(tǒng)故障特征的信息，判斷系統(tǒng)運(yùn)行過程是否發(fā)生了異常變化，并確定異常變化或系統(tǒng)故障發(fā)生的時(shí)間。 安全決策所謂安全決策，是指通過足夠數(shù)量測(cè)量設(shè)備(例如傳感器)觀測(cè)到的數(shù)據(jù)信息、過程系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知識(shí)，以及過程異常變化的征兆與過程系統(tǒng)故障之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷，查明故障發(fā)生的時(shí)間、位置、幅度和故障模式。安全對(duì)策對(duì)具體工程活動(dòng)而言，分析出故障產(chǎn)生的原因及部位后，下一步必須考慮故障的處理方法。較典型的故障處理方法有順應(yīng)處理、容錯(cuò)處理與故障修復(fù)等三大類。在實(shí)施過程監(jiān)控時(shí)，必須根據(jù)系統(tǒng)具體情況，綜合考慮研究對(duì)象、故障特點(diǎn)及影響程度等多方面的因素，針對(duì)不同故障制定不同的處理對(duì)策。2. 簡(jiǎn)述幾種可燃和有害氣體檢測(cè)原理的異同。熱傳導(dǎo)式氣體傳感器：利用被測(cè)氣體的熱傳導(dǎo)率與純凈空氣之差和在金屬氧化物表面燃燒的特性，將被測(cè)氣體濃度轉(zhuǎn)成熱絲溫度成電阻變化 氣體濃度。接觸燃燒式氣體傳感器：利用可燃性氣體在有足夠氧氣和一定高溫條件下發(fā)生催化燃燒放出熱量，從而引起電阻變化的特性