工业过程检测技术PDF电子书下载

目次 1

1温度测量概述 1

1.1温度与温标 1

1.1.1温度与温标 1

1.1.2 1990年国际温标（ITS-90）简介 4

1.2温度测量基础 9

1.2.1温度测量基本原理 9

1.2.2温度计选择与量值传递 9

2.1.1原理与结构 13

2.1玻璃液体温度计 13

2膨胀式温度计 13

2.1.2使用注意事项及测量误差 16

2.2压力式温度计 17

2.2.1原理与结构 17

2.2.2使用注意事项及测量误差 19

2.3双金属温度计 19

2.3.1原理与结构 19

2.3.2使用注意事项及测量误差 21

3.1.1特性 22

3.1.2原理 22

3.1热电阻特性及其原理 22

3电阻温度计（热电阻） 22

3.2热电阻结构及基本参数 24

3.2.1热电阻的结构 24

3.2.2热电阻的基本参数 27

3.3热电阻分类及其性能 29

3.3.1标准铂电阻温度计 29

3.3.2工业热电阻 31

3.3.3铠装热电阻 33

3.3.4薄膜热电阻 34

3.3.5厚膜热电阻 34

3.3.6热电阻选用要点 36

3.4热敏电阻 37

3.4.1热敏电阻材料及特性 37

3.4.2热敏电阻结构与使用 41

3.5测量线路 45

3.5.1电阻法（电桥法） 46

3.5.2电位法（电位差计法） 48

3.6热电阻的使用及测量误差 49

3.6.1灵敏度与自热效应 49

3.6.2电阻与绝缘电阻 50

3.6.3动态特性与安装方法 51

3.6.4热电阻劣化与使用寿命 53

4.1.2原理 55

4.1.1热电偶的特性 55

4热电温度计（热电偶） 55

4.1热电偶特性与原理 55

4.1.3基本定则 58

4.2热电偶分类及其特性 62

4.2.1贵金属与贱金属热电偶 63

4.2.2标准化与非标准化热电偶 63

4.3热电偶结构与分类 80

4.3.1绝缘物与保护管 80

4.3.2普通工业用热电偶 92

4.3.3特种热电偶 97

4.4.1补偿导线 99

4.4测量线路 99

4.4.2参比端 104

4.4.3测量线路 107

4.5热电偶使用及测量误差 113

4.5.1热电偶焊接、清洗与退火 113

4.5.2热电偶劣化及其对策 115

4.5.3使用注意事项及测量误差 119

5辐射温度计 125

5.1辐射测温原理 125

5.1.1热辐射与发射率 125

5.1.2黑体辐射定律 127

5.2.1光学高温计 130

5.2光谱辐射温度计 130

5.2.2光电高温计 136

5.3辐射温度计 138

5.3.1原理与结构 138

5.3.2使用及测量误差 141

5.4比色温度计 144

5.4.1原理与结构 145

5.4.2使用及测量误差 147

5.4.3辐射温度计选择 148

5.5.2红外温度计 151

5.5部分辐射温度计 151

5.5.1部分辐射温度计原理与分类 151

5.5.3使用及测量误差 155

5.5.4红外热象仪 158

6新型温度计（传感器） 161

6.1光纤温度计（传感器） 161

6.1.1光纤温度计原理与特性 161

6.1.2光纤测温技术应用 172

6.2半导体集成电路温度传感器 174

6.2.1 AD590原理与特性 174

6.2.2应用线路 177

6.3石英温度计 178

6.3.1原理与特性 178

6.3.2性能与应用 179

7测温技术应用 182

7.1固体内部温度测量 182

7.1.1接触法测量 182

7.1.2非接触法测量 183

7.2固体表面温度测量 184

7.2.1静止表面的温度测量 184

7.2.2运动物体表面温度测量 187

7.2.3表面温度计检定装置 190

7.3气流温度测量 192

7.3.1高速气流温度测量 192

7.3.2高温气体温度测量 194

7.4液体温度测量 197

7.4.1液体温度测量 197

7.4.2高温盐浴炉温度测量 198

7.4.3铝水及铝电解液连续测温 201

7.4.4铜液连续测温 202

7.4.5钢水温度测量 204

7.4.6铁水及高炉风口回旋区温度测量 216

8.1.1压力的基本概念及单位 219

8压力测量 219

8.1引言 219

8.1.2大气压、绝对压力、表压及真空度 221

8.2液柱式压力计 222

8.2.1 U形管压力计 222

8.2.2单管压力计 223

8.2.3斜管压力计 224

8.2.4补偿式微压计 224

8.3弹性式压力计 225

8.3.1弹簧管式压力计 226

8.3.3膜盒式微压计 229

8.3.2波纹管式压力计 229

8.4压力传感器 230

8.4.1电位器式压力传感器 231

8.4.2应变式压力传感器 231

8.4.3霍尔式压力传感器 233

8.4.4电感式压力传感器 234

8.4.5电容式压力传感器 235

8.5负荷式压力计 236

8.5.1活塞式压力计 236

8.5.2浮球式压力计 238

8.6.1 压力计的选择 239

8.5.3钟罩式微压计 239

8.6压力计的选择和使用 239

8.6.2压力计的使用 240

9流量测量 243

9.1引言 243

9.2差压式流量计 243

9.2.1动压测定管 243

9.2.2节流变压降流量计 255

9.2.3恒压降变截面流量计 258

9.3速度式流量计 261

9.3.1涡轮流量计 261

9.3.2电磁流量计 264

9.3.3超声波流量计 266

9.3.4激光流速计 267

9.3.5热线风速仪 269

9.4容积式流量计 270

9.4.1椭园齿轮流量计 271

9.4.2旋转活塞式流量计 272

9.5质量式流量计 274

9.5.1直读式质量流量计 274

9.5.2推导式质量流量计 275

9.5.3温度、压力补偿式质量流量计 276

9.6流量测量仪表的选用 277

10节流装置 282

10.1引言 282

10.2标准节流装置 283

10.2.1测量和计算方法的原理 283

10.2.2孔板 284

10.2.3喷咀 288

10.2.4文丘里管 291

10.2.5流量测量的不确定度 296

10.3非标准节流装置 296

10.3.1四分之一园喷咀 297

10.3.2锥形入口孔板 298

10.3.3偏心孔板和园缺孔板 299

10.3.4道尔管 300

10.4节流装置流量计用的差压计 301

10.4.1概况 301

10.4.2双波纹管差压计 303

10.4.3力平衡式差压（或流量）变送器 304

10.5节流装置的正确选择和使用 305

10.5.1节流装置的选择 305

10.5.2节流装置的使用 306

11.1浮力式液位计 311

11.1.1浮子式液位计 311

11物位测量 311

11.1.2浮筒式液位计 313

11.2差压式液位计 314

11.2.1 压力式液位计 314

11.2.2差压式液位计 315

11.3电学式物位计 316

11.3.1 电阻式物位计 316

11.3.2电容式物位计 316

11.3.3电感式液位计 320

11.4微波式物位计 320

11.4.2反射式微波物位计 321

11.4.1定点式微波物位计 321

11.4.3调频连续波式微波物位计 322

11.5核辐射式物位计 324

11.5.1工作原理 324

11.5.2核辐射式物位计的测试方案 327

11.5.3辐射源及其防护 328

11.6超声波物位计 330

11.6.1测量原理和测量方案 330

11.6.2频率和换能器的选择 332

11.6.3提高物位计性能的若干措施 333

11.6.4超声物位测量技术 337

11.7称重式物位计 339

11.7.1称重式物位计的组成 339

11.7.2称重传感器 339

11.7.3称重式物位计的机械结构 341

11.7.4显示仪表 343

12机械量测量 345

12.1概述 345

12.1.1机械量检测仪表的构成 345

12.1.2机械量检测仪表的分类 345

12.2.1 电阻应变式称重仪表 347

12.2力和重量检测仪表 347

12.2.2磁弹性式力检测仪表 354

12.2.3物料的连续计量与电子皮带秤 359

12.3扭矩和转矩检测仪表 362

12.3.1电阻应变式转矩检测仪表 362

12.3.2磁弹性式转矩检测仪表 365

12.3.3振强式转矩检测仪表 368

12.3.4相位差式转矩检测仪表 371

12.4位移检测仪表 374

12.4.1电阻式位移检测仪表 374

12.4.2电感式位移检测仪表 376

12.4.3涡流式位移检测仪表 382

12.4.4光电式位移检测仪表 385

12.5速度检测仪表 386

12.5.1离心式转速表 387

12.5.2磁性转速表 388

12.5.3转速传感器 388

12.5.4相关速度计 391

13成分分析 395

13.1引言 395

13.2取样和试样预处理 396

13.2.1取样地点 396

13.2.4自动取样和试样预处理系统 397

13.2.2样品成分的保持 397

13.2.3取样管及储气器 397

13.3人工分析器 399

13.3.1工作原理、结构、操作 399

13.3.2注意事项 400

13.3.3人工分析器中溶液的配制 401

13.4氧含量分析器 401

13.4.1磁式氧分析器 401

13.4.2氧化锆式氧量分析器 404

13.5.1工作原理 407

13.5.2结构原理 407

13.5红外线气体分析器 407

13.6气根色谱仪 409

13.6.1工作原理 409

13.6.2仪器的基本组成及有关问题 410

13.6.3定性和定量分析 414

13.6.4特点和选型 415

13.6.5近年来国外色谱仪发展的动向 415

13.7湿度的测量 416

13.7.1概况 416

13.7.2光电露点湿度计 417

13.7.3氯化锂露点仪 418

13.8.1概况 419

13.8数据处理装置 419

13.8.2基本功能 421

13.8.3色谱用数据处理装置 421

13.8.4数据处理装置的发展 423

14传热量测量 424

14.1引言 424

14.2热流的测量 424

14.2.1导热式热流计 424

14.2.2空心槽球式辐射热流计 427

14.2.3量热式热流计 429

14.2.4潜热式热流计 429

14.2.5（法国）国家宇航研究局的热流计 430

14.2.6热容式热流计 433

14.2.7热流计的校验、选择与影响精度的因素 434

14.2.8热流计的应用 435

14.3导热系数的测量 438

14.3.1双平板法 438

14.3.2稳定平板法 439

14.3.3由测得的导温系数计算导热系数 440

14.4物体表面发射率的测量 441

14.4.1在线测量法 441

14.4.2稳态卡计法 443

14.5火焰辐射的测量 444

14.5.1整个厚度火焰全辐射黑度的测量 445

14.5.2局部辐射的测量 446

15现场热工测试 449

15.1引言 449

15.2炉窑热平衡测算方法 450

15.2.1燃料燃烧化学热（或电能） 450

15.2.2收入项中各项物理热 451

15.2.3化学反应放热 452

15.2.4物料带出热 453

15.2.5烟气带走物理热 453

15.2.7炉体蓄散热损失 454

15.2.6燃料不完全燃烧热损失 454

15.2.8水冷却和汽化冷却热损失 455

15.2.9炉门或孔洞辐射热损失 456

15.2.10逸气热损失 457

15.2.11化学反应吸热 458

15.2.12氧化物带走物理热 458

15.2.13其它热支出 459

15.3炉窑热效率和燃料消耗量测算方法 459

15.3.1炉窑热效率 459

15.3.2燃料消耗率 459

15.4空气消耗系数的测算方法 461

15.4.2利用测定烟气成分计算空气消耗系数 463

15.4.1利用测定燃料量和空气量确定空气消耗系数 463

15.4.3利用经验公式计算空气消耗系数 464

15.5温热制度测算方法 465

15.5.1温度制度测算方法 465

15.5.2供热制度测算方法 468

15.6压力制度测定方法 469

15.7现场测试与结果分析实例 469

15.7.1连续加热炉热平衡测算结果和分析 469

15.7.2冲天炉热平衡测算结果和分析 471

15.7.3连续加热炉温度制度测算结果和分析 472

15.7.4连续加热炉压力制度测算结果和分析 474

15.8数据整理 476

15.8.1一元线性回归 476

15.8.2一元非线性回归 481

参考文献 485

附录 488

附录1标准化热电偶分度表 488

附表1铂铑30－铂铑6热电偶分度表（B型） 488

附表2铂铑10－铂热电偶分度表（S型） 489

附录3铂铑13－铂热电偶分度表（R型） 490

附录4镍铬—镍硅热电偶分度表（K型） 491

附录5镍铬—康铜热电偶分度表（E型） 492

附录6铁—康铜热电偶分度表（J型） 492

附录7铜—康铜热电偶分度表（T型） 493

附录8镍铬硅—镍硅热电偶分度表（N型） 494

附录2钨铼热电偶分度表 495

附表9钨铼5－钨铼20热电偶分度表 495

附表10钨铼3－钨铼25热电偶分度表 496

附表11钨铼5－钨铼26热电偶分度表 497

附表12钨—钨铼26热电偶分度表 498

附表13 Pt10铂热电阻分度表 499

附表14 Pt100铂热电阻分度表 499

附录3标准化热电阻分度表 499

附表15 Cu100铜热电阻分度表 500

附表16 Cu50铜热电阻分度表 500

附录4辐射感温器分度表1 500

附表17辐射感温器分度表F1 500

附表18感射感温器分度表F2 501

附录5流出系数和可膨胀性（膨胀）系数附表19具有角接取压口的孔板；流出系数C 502

附表20具有D和D/2取压口的孔板；流出系数C 503

附表21具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=50） 504

附表22具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=75） 505

附表23具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=100） 506

附表24具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=150） 507

附表25具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=200） 508

附表26具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=250） 509

附表27具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=375） 510

附表28具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=760） 511

附表29具有法兰取压口的孔板；流出系数C（D=1000） 512

附表30 ISA 1932喷嘴；流出系数C 513

附表31长颈喷嘴；流出系数C 514

附表32孔板；可膨胀性（膨胀）系数 515

附表33喷嘴、文丘里管和文丘里喷嘴，可膨胀性（膨胀）系数ε 515

附表34文丘里喷嘴，流出系数C 516

附录6管壁粗糙度的K值 517