整理安全检测技术考试.docx

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整理安全检测技术考试

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第一章：

绪论

检验与测量的概念：

检验：

检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。

测量：

把被测未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。

从能量的角度可将传感器分为两种类型：

一类是能量控制型传感器（有源传感器）

一类是能量转换型传感器（无源传感器）

1．安全检测的目的

（1）能及时、正确地对设备的运行参数和运行状况做出全面检测，预防和消除事故隐患。

（2）对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的安全性、可靠性和有效性，以期把运行设备发生事故的概率降低到最低水平，将事故造成的损失减低到最低程度。

　　（3）通过对运行设备进行检测、隐患分析和性能评估等，为设备的结构修改、设计优化和安全运行提供数据和信息。

安全检测的任务

　　安全检测的任务是为安全管理决策和安全技术有效实施提供丰富、可靠的安全因素信息。

第二章：

检测技术基础知识

1.真值

约定真值：

根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用当今最先进的科学技术复现这些实物的单位基准，其值被公认为国际或国家基准，称为约定真值。

相对真值：

能够满足规定准确度的情况下，用来代替真值使用的值被称作相对真值。

相对真值也叫实际值。

2.误差

绝对误差：

测量值（即示值）x与被测量的真值x0之间的代数差值，称为测量值的绝对误差。

相对误差：

测量值（即示值）的绝对误差Δx与被测参量真值x0的比值，称为检测系统测量值（示值）的相对误差δ。

引用误差：

测量值的绝对误差Δx与仪表的满量程L之比值，称为引用误差γ。

最大引用误差：

在仪表全量程内所测得的各示值的绝对误差值的绝对值与满量程L的比值的百分数，称为仪表的最大引用误差。

2.1.3测量误差的分类

　　1．按误差出现的规律分类

系统误差：

　　在相同条件下，多次重复测量同一被测参数时，误差的大小和符号保持不变或按某一确定的规律变化，这种测量误差被称为系统误差。

随机误差：

随机误差又称偶然误差，它是指在相同条件下多次重复测量同一被测参数时，测量误差的大小与符号均无规律变化。

随机误差符合正态分布（四个特性）：

随机误差服从以下统计特征：

（1）对称性：

绝对值相等的正误差与负误差出现的次数相等。

（2）单峰性：

绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。

　　（3）有界性：

在一定的测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限。

　　（4）抵偿性：

当测量次数增加时，随机误差的代数和趋于零。

2.按来源分类：

仪器误差理论误差与方法误差环境误差人员误差

2.3.2检测系统的静态特性　

　　1．精确性

　　1）准确度

准确度说明检测仪表的指示值与被测量真值的偏离程度，准确度反映了测量结果中系统误差的影响程度。

准确度高意味着系统误差小，同样，准确度高不一定精密度高。

2）精密度

　　精密度说明测量仪表指示值的分散程度，即对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下，由同一测量者，用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的不一致程度。

精密度是随机误差大小的标志，精密度高，意味着随机误差小。

但必须注意，精密度与准确度是两个概念，精密度高不一定准确度高。

3）精确度

　　它是准确度与精密度两者的总和，即测量仪表给出接近于被测量真值的能力，精确度高表示精密度和准确度都比较高。

在最简单的情况下，可取两者的代数和。

精确度常以测量误差的相对值表示。

2．稳定性

1）稳定度δs

测量仪表的稳定度是指在规定工作条件的范围内，在规定时间内仪表性能保持不变的能力。

它是由于仪表内部的随机变动的因素引起。

2）影响系数

影响系数为指示值变化量与影响量变化量的比值，如某压力表的温度影响系数为200Pa／K，即温度每变化1K，压力表示值变化200Pa。

3．静态输入、输出特性

2）线性度

定度曲线（检测系统输入和输出之间的关系曲线称为定度曲线）和理想直线的最大偏差Ｂ与检测系统标称全量程输出范围Ａ之比为检测系统的线性度

2.4检测系统的可靠性技术

衡量检测系统可靠性的指标有：

1）平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailure）

MTBF指检测系统在正常工作条件下开始连续不间断工作，直至因系统本身发生故障丧失正常工作能力时为止的时间，单位通常为小时或天。

2）可信任概率P

可信任概率表示在给定时间内检测系统在正常工作条件下保持规定技术指标（限内）的概率。

3）故障率

故障率也称失效率，它是MTBF的倒数。

4）有效度

衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度，对于排除故障，修复后又可投入正常工作的检测系统，其有效度A定义为平均无故障时间与平均无故障时间、平均故障修复时间MTTR（MeanTimeToRepair）和的比值，即A=MTBF/（MTBF+MTTR）。

2.4.1检测系统的现场防护

防爆问题防腐蚀问题防冻及防热问题防尘及防震问题

防爆措施

控制易爆气体控制爆炸范围控制引爆源

防腐蚀措施

合理选择材料加保护层采用隔离液膜片隔离吹气法

常用的抑制电磁干扰的措施

屏蔽接地浮置滤波平衡电路

第三章：

1.按转换原理分类

从传感器的转换原理来说，通常分为结构型、物性型两大类。

结构型传感器是利用机械构件（如金属膜片等）在动力场或电磁场的作用下产生变形或位移，将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量，它是利用物理学运动定律或电磁定律实现转换的。

物性型传感器是利用材料的固态物理特性及其各种物理、化学效应（即物质定律，如虎克定律、欧姆定律等）实现非电量的转换。

它是以半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。

3.2结构型传感器

1.电阻式传感器原理（P61）

2.电容式传感器原理（P68）

3.3物性传感器

压电效应:

些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态，这种现象称为压电效应。

当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。

逆向压电效应是指当某晶体沿一定方向受到电场作用时，相应地在一定的晶轴方向将产生机械变形或机械应力，又称电致伸缩效应。

当外加电场撤去后，晶体内部的应力或变形也随之消失。

分类及特性

半导体热敏电阻特性：

1.热敏电阻随温度变化呈指数规律。

2.温度系数随温度的降低而迅速增大

气敏电阻

气敏电阻是由金属氧化物烧结而成的半导体电阻元件，当环境中气体的成分或浓度发生变化时，导致气敏电阻的阻值发生变化，其变化范围在103～105Ω数量级之间。

其工作机理主要是由于各种可燃性气体的离解能比较小，容易失去电子，在遇到N型半导体材料时，由于其晶格氧离子缺位，气体中的电子向半导体移动，使半导体中载流子浓度增加，内阻减小；当遇到P型导体材料时，由于其阳离子缺位，呈空穴导电性，使半导体中载流子浓度下降，内阻增加。

霍尔效应

在通有电流的金属板上加一匀强磁场，当电流方向与磁场方向垂直时，在与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应。

传感器的选用指标

1.灵敏度

　　一般来讲，检测精度越高，就要求传感器具有较高的灵敏度。

2.响应特性

　　传感器的响应特性是指在所测频率范围内保持不失真的测量条件。

实际传感器的响应总有一定的延迟，但希望延迟时间越小越好。

3.线性范围

　　任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入成比例关系。

传感器工作在线性区域内，是保证测量精度的基本条件。

线性范围越宽，表明传感器的工作量程越大。

4.稳定性

　　稳定性表示传感器经过长时间使用以后，其输出特性不发生变化的性能，和传感器在正常工作条件下，环境参数（如温度、湿度、大气压力等）的变化对其输出特性影响程度的指标。

因而，影响传感器稳定性的因素是时间与环境。

5.精确度

　　传感器的精确度表示传感器的输出与被测量的对应程度。

传感器处于检测系统的输入端，因此，传感器能否真实地反映被测量值，对整个系统具有直接影响。

6.测量方式

　　在实际检测工作中，传感器的工作方式（如接触测量、在线测量与非在线测量等）也是选用传感器时应考虑的重要因素。

条件的不同，对传感器的要求也不同。

第4章生产工艺参数检测仪表

1.温标

为了保证温度量值的统一，必须建立一个用来衡量温度高低的标准尺度，这个标准尺度称为温标。

2.热电偶

热电偶是目前应用广泛、发展比较完善的温度传感器，它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。

1）热电偶的特点

（1）温度测量范围宽。

（2）性能稳定、准确可靠。

（3）信号可以远传和记录。

2）热电偶的测温原理

　　Ⅰ.热电效应

　　热电偶测温是基于热电效应。

在两种不同的导体（或半导体）A和B组成的闭合回路中，如果它们两个结点的温度不同，则回路中产生一个电动势，通常我们称这种电动势为热电势，这种现象就是热电效应。

3）电偶基本定律（P122）

Ⅰ.中间导体定律

Ⅱ.中间温度定律

Ⅲ.标准电极定律　

Ⅳ.均质导体定律

例：

用镍铬一镍硅（K型）热电偶测量某一物体温度，已知热电偶参考端温度为30℃，测得热电动势为33.686mV，求被测物体温度为多少？

　解：

查K型热电偶分度表可知，En（30，0）=1.203mV，Ek（T，40）=33.686mV，Ek（T，0）=Ek（T，40）+En（30，0）=33.686+1.203=34.889mV，再查表可知：

被测物体温度大约为840℃。

热电偶的冷端温度补偿有下面几种方法：

（1）温度修正法。

（2）冰浴法补偿电桥法。

（3）补偿导线法。

一般选作感温电阻的材料必须满足如下要求：

①电阻温度系数ａ要高，这样在同样条件下可加快热响应速度，提高灵敏度。

通常纯金属的温度系数比合金大，一般均采用纯金属材料；②在测温范围内，化学、物理性能稳定，以保证热电阻的测温准确性；③具有良好的输出特性，即在测温范围内电阻与温度之间必须有线性或接近线性的关系；④具有比较高的电阻率，以减小热电阻的体积和重量；⑤具有良好的可加工性，且价格便宜。

比较适合的材料有铂、铜、铁和镍等。

它们的阻值随温度的升高而增大，具有正温度系数。

4.2压力检测与仪表

1.压力的描述与单位

（1）绝对压力。

指作用于物体表面上的全部压力，其零点以绝对真空为基准，又称总压力或全压力，一般用大写字母P表示。

（2）大气压力。

指地球表面上的空气柱重量所产生的压力，以P0表示。

　（3）相对压力。

指绝对压力与大气压力之差，一般用P表示。

当绝对压力大于大气压力时，称为正压力，简称压力，又称表压力；当绝对压力小于大气压力时，称为负压，负压又可用真空度表示，负压的绝对值称为真空度。

测压仪表指示的压力一般都是表压力。

（4）差压任意两个压力之差称为差压。

压力在国际单位制中的单位是牛顿／米2（N／m2），通常称为帕斯卡或简称帕（Pa）。

液柱式压力计:

利用液柱高度和被测介质压力相平衡的原理所制成的测压仪表。

1.Ｕ形管压力计

2单管压力计

3.斜管压力计

4.3流量检测与仪表

流量的概念：

单位时间通过流管内某一横截面的流体的体积，称为该横截面的体积流量。

简称为流量，用Q来表示。

差压式流量计原理

　　当连续流动的流体遇到安插在管道内的节流装置时，由于节流的截面积比管道的截面积小，形成流体流通面积的突然缩小，在压头作用下流体的流速增大，挤过节流孔，形成孔板附近的流动图束收缩。

在挤过节流孔后，流速又由于流通面积的变大和流束的扩大而降低。

与此同时，在节流装置前后的管壁处的流体静压力产生差异，形成静压力差ΔP=P1-P2，并且P1>P2，此即节流现象。

也就是节流装置的作用在于造成流束的局部收缩，从而产生压差。

并且流过的流量愈大，在节流装置前后所产生的压差也就越大，因此可通过测量压差来衡量流体流量的大小。

容积式流量计

　　容积式流量计又称定排量流量计，是一种很早就使用的流量测量仪表，用来测量各种液体和气体的体积流量。

由于它是使被测流体充满具有一定容积的空间，然后再把这部分流体从出口排出，所以叫容积式流量计。

超声波流量计

　　超声波在流动介质中传播时，如果其方向与介质运动方向相同，则传播速度加快；如果其方向与介质运动方向相反，则传播速度减低。

超声波流量计正是根据传播速度和流体流速有关这样一个基本的物理现象而工作的。

超声波流量计适合于测量大管径、非导电性、强腐蚀性的液体或气体的流量，并且不会造成压力损失。

物位检测

压力式液位计：

△p=PB-PA=Hρg

式中:

pA为容器中A点的静压；pB为容器中B点的静压；H为液柱的高度；ρ为液体的密度。

5.1可燃性气体和有毒气体的检测

1.可燃性气体

　　可燃性气体的涉及面十分广泛，凡在空气中可以燃烧的气体都属于可燃性气体表

5－1所示气体中的32种气体以及爆炸下限含量在10%以下，或爆炸上限与爆炸下限含量差大于20%的气体称为可燃性气体。

　　2.有毒气体

　　在工业生产过程中使用或产生的对人体有害，能引起慢性或急性中毒的气体或蒸汽称为有毒气体

各类气体测量仪表的工作原理：

1）接触（催化）燃烧式气体传感器

此类仪器是利用可燃性气体在有足够氧气和一定高温条件下发生催化燃烧（无焰燃烧），放出热量，从而引起电阻变化的特性，达到对可燃性气体浓度进行测量的目的

２）热传导式气体传感器

3）半导体式气敏传感器

半导体气敏传感器适用于检测低浓度的可燃性气体及毒性气体如CO、H2S、NOx及C2H5OH、CH4等碳氢气体。

其测量范围为百万分之几到百万分之几千。

2.粉尘的危害

　　1）可燃粉尘的火灾及爆炸危害

2）粉尘对人体的危害

减轻粉尘对人体的危害

关键在于防护。

经常注意防护，可以把危害降到最低限度，甚至可以完全控制和消除粉尘的危害。

防尘应采取综合性措施，主要从以下几个方面着手解决:

（1）加强组织领导，制定防尘规章制度，设有专、兼职人员，从组织上给予保证。

（2）逐步改革生产工艺和生产设备，进行湿式作业方式，减少粉尘的飞扬。

（3）降低空气中粉尘浓度，密封机械，防止粉尘外逸，采用通风排气装置和空气净化除尘设备，使车间粉尘降低到国家职业接触限值标准以下。

（4）加强个人卫生防护，从事粉尘作业者应穿戴工作服、工作帽，减少身体暴露部位。

要根据粉尘的性质，选戴多种防尘口罩，以防止粉尘从呼吸道吸入，造成危害。

5.3.1噪声的量度参数

2.声强和声强级

　由于声音也是一种能量，因而也可以用能量来表示其强弱。

声场中某一点在指定方向的声强，就是在单位时间内通过该点并与指定方向垂直的单位面积上的声能，并以I表示。

其单位为瓦/米（W/m2）。

　　与声压相类似，定义声强级也需规定参考声强，通常取为10-12W/m2，并用I0表示，故声强级L定义为：

声压级是相对量，没有量纲，在声学中用“级”来表示相对量。

3.等效连续声级

　　等效连续声级是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量，其数学表达式为

式中，T为总测量时间；PA（t）为A计权瞬时声压；P0为参考声压（20μPa）。

可以看出，等效连续声级Leq与总的时间T有关。

也就是说，人们在非连续噪声的环境中，所处的时间越长，受到危害的程度也越大。

1.危险物质泄漏的原因

●容器内压异常上升

●容器构件受到异常外部载荷

●容器或管道构件材料强度降低

2.泄漏的危险性

可燃气体泄漏的火灾危险性：

当纯气体泄漏时，由于气体密度远小于液体密度，即使是高压气体，其密度也相对低，因此可燃气体泄漏一般仅能形成体积不大的可燃气云或爆炸性混合气。

当泄漏的可燃气体比空气轻时，会随扩散范围增大而逐渐稀薄上升，潜在的火灾危险性较小。

比空气重的可燃气体泄漏后，会向下风方向和低洼处扩散、积蓄，达到爆炸浓度范围，潜在火灾危险性较大，并具有隐蔽性。

液化烃或可燃液体泄漏的火灾危险性：

由于液体燃烧的机理是其不断蒸发的蒸汽在气相中燃烧，同时液化烃或可燃液体在空气中会快速汽化蒸发形成较大的蒸气云，因此，这类液体有很强的火灾危险性，并与泄漏当日大气压（通常可近似为标准大气压）下的液体沸点高低、泄漏量与汽化量的大小等有关。

1.火灾现象

　1）热（温度）

　2）燃烧气体

　3）烟雾

　4）火焰

2.火灾探测方法

1）空气离化探测法2）热（温度）检测法

　　3）光电探测方法

4）光辐射或火焰辐射探测方法　　

5）可燃气体探测法

　　第六章：

生产装置安全检测

2.超声检测的优点

（1）适应范围广。

（2）不会对工件造成损坏。

（3）仅需从一侧接近被检工件，便于复杂形状工件的检测。

　（4）穿透能力强、灵敏度高。

（5）对确定内部缺陷的大小、位置、取向、埋深、性质等参量较之其他无损检测方法有综合优势。

（6）检验成本低、速度快，能快速自动检测。

（7）检测仪器体积小，质量轻，现场使用较方便。

（8）对人体及环境无害。

1.射线检测的基本原理

　　各种射线检测方法的基本原理都是相同的，都是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过被检物质时，由于射线与物质的相互作用，发生吸收和散射而衰减。

其衰减程度根据其被通过部位的材质、厚度和存在缺陷的性质不同而异。

因此，可以通过检测透过被检物体后的射线强度的差异，来判断物体中是否存在缺陷。

磁粉检测的三个必要的步骤为：

（1）被检验的工件必须得到磁化；

（2）必须在磁化的工件上施加合适的磁粉；

一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用（3）对任何磁粉的堆积必须加以观察和解释。

（3）是否符合区域、流域规划和城市总体规划。

1．红外检测与诊断的基本原理

新增加的六个内容是：

风险评价；公众参与；总量控制；清洁生产和循环经济；水土保持；社会环境影响评价。

不同的温度分布状态与设备运行状态紧密相关，包含了设备运行状态的信息。

红外检测诊断技术正是通过对这种红外辐射能量的测量，测出设备表面的温度及温度场的分布，通过对被测对象红外辐射特性的分析，就可以对其热状态做出判断，进而确定被测对象的实际工作状态，这就是红外检测与诊断的基本原理。

红外检测基本方法主要有两种：

主动式与被动式　

专项规划中的指导性规划　环境影响篇章或说明2）主动式红外检测

（1）建设项目概况。

　　主动式红外检测是在进行红外检测之前对被测目标主动加热。

模糊故障诊断原理

　　设备在运行过程中，故障征兆与引起的原因之间往往并不是一一对应的关系，特别是大型的复杂设备，这种不确定性就显得更加明显。

利用故障征兆与引起原因之间的这种不确定性来进行的诊断就是模糊故障诊断。

目前，用于智能故障诊断的模糊技术主要有两种方法：

一种是基于模糊理论的诊断方法，它是将模糊集划分成不同水平的子集，以此来判断故障可能属于哪个子集；另一种是基于模糊关系及逻辑运算的诊断方法，即先建立征兆与故障类型之间的因果关系矩阵R，再建立故障与征兆的模糊关系方程，即

6.提出安全对策措施建议

式中:

X——故障征兆模糊集，是诊断的输入；

6.建设项目环境影响评价文件的其他要求　　Y——故障原因模糊集，是诊断的输出；

3.不同等级的环境影响评价要求　　R——模糊关系矩阵；

　。

——模糊逻辑算子。

报告内容有：

建设项目基本情况、建设项目所在地自然环境社会环境简况、环境质量状况、主要环境保护目标、评价适用标准、工程内容及规模、与本项目有关的原有污染情况及主要环境问题、建设项目工程分析、项目主要污染物产生及预计排放情况、环境影响分析、建设项目拟采取的防治措施及预期治理效果、结论与建议等。

图6-24模糊故障诊断系统的基本结构

（1）前期准备工作。

包括明确评价对象和评价范围，组建评价组，收集国内外相关法律、法规、规章、标准、规范，收集并分析评价对象的基础资料、相关事故案例，对类比工程进行实地调查等内容。

第七章检测仪表与系统的防爆