过程装备测试技术PDF电子书下载

第1章　测试技术基础 1

1.1　测试技术概述 2

1.1.1 测试的目的和意义 2

1.1.2　测试系统的组成及特点 2

1.1.3　测量方法及其分类 3

1.2　测量误差分析 4

1.2.1　误差的基本概念 4

1.2.2　误差分类 6

1.2.3　误差处理 6

1.3　测量不确定度及其评定 15

1.3.1 测量不确定度的概念 15

1.3.2　测量不确定度的评定 16

1.4　测量仪器仪表的技术指标 19

1.4.1　测量装置的基本性能 19

1.4.2　仪器的静态特性 20

1.4.3　仪器的动态指标 21

1.5　实验数据处理 26

1.5.1　列表法 26

1.5.2　图示法 26

1.5.3　经验公式法 26

1.5.4　直线拟合 26

思考与练习 29

第2章　传感器 30

2.1　概述 31

2.1.1　传感器 31

2.1.2　传感器的分类 31

2.1.3　传感器的发展趋势 31

2.2　电参数型传感器 32

2.2.1 电阻应变式传感器 32

2.2.2　电感式传感器 33

2.2.3　电容式传感器 38

2.3　磁电式传感器 41

2.3.1　磁电感应式传感器 41

2.3.2　霍尔式传感器 42

2.4　压电式传感器 43

2.4.1　压电效应与压电材料 43

2.4.2　压电式传感器 45

2.5　光电式传感器 45

2.5.1　光电效应和光电器件 45

2.5.2　光纤传感器 49

2.6　其他传感器 52

2.6.1　超声波传感器 52

2.6.2　红外传感器 53

2.6.3　半导体传感器 54

2.6.4　数字传感器 56

2.6.5　智能传感器 59

思考与练习 60

第3章　温度测量 61

3.1　概述 62

3.1.1　温度的概念 62

3.1.2　温标 62

3.1.3　温度测量的方法 64

3.2　膨胀式温度计 66

3.2.1　玻璃液体温度计 66

3.2.2　压力式温度计 66

3.2.3　双金属温度计 68

3.3　热电偶温度计 69

3.3.1　热电偶工作原理 69

3.3.2　热电偶基本定律 71

3.3.3　热电偶冷端处理和补偿 73

3.3.4　热电偶的实用测温电路 75

3.3.5　热电偶的检定和测温误差分析 76

3.3.6　热电偶的选择、使用和安装 77

3.4　热电阻温度计 79

3.4.1　测温原理 79

3.4.2　热电阻的特点 80

3.4.3　热电阻的分类 80

3.4.4　热电阻的结构 80

3.4.5　金属热电阻温度计 82

3.4.6　热敏电阻 83

3.4.7　其他热电阻 84

3.4.8　热电阻的使用和误差分析 85

3.5　辐射测温技术及仪表 85

3.5.1　辐射基本概念 86

3.5.2　辐射测温的基本方法 87

3.5.3　辐射测温仪表分类及性能 88

3.6　其他测温技术 89

3.6.1　光导纤维测温技术 89

3.6.2　集成温度传感器测温技术 92

3.6.3　石英测温技术 93

3.6.4　超声波测温技术 93

思考与练习 94

附录　标准热电偶和热电阻分度表 94

第4章　压力测量 99

4.1　概述 100

4.1.1　压力的定义与单位 100

4.1.2　压力测量的主要方法 101

4.2　液柱式压力计 102

4.2.1　∪形管压力计 103

4.2.2　单管压力计 103

4.2.3　微压计 104

4.3　弹性式压力计 104

4.3.1　弹性元件和特性 105

4.3.2　测量原理 107

4.3.3　弹性式压力计 107

4.3.4　弹性压力计的误差 109

4.4　电气式压力计 109

4.4.1　电阻式压力计 109

4.4.2　压电式压力计 113

4.5　负荷式压力计 114

4.5.1　活塞式压力计 115

4.5.2　浮球式压力计 116

4.6　其他压力检测方法 117

4.6.1　弹性振动式压力计 117

4.6.2　压磁式压力计 118

4.6.3　真空计 118

4.7　压力仪表的选择与安装 118

4.7.1　压力仪表的选择 118

4.7.2　压力仪表的安装和使用 120

4.8　压力仪表的标定 121

思考与练习 122

第5章　流量测量 124

5.1　概述 125

5.2　节流式差压流量计 126

5.2.1　标准节流装置 126

5.2.2　标准节流装置的流量公式和参数 133

5.2.3　流量测量的不确定度估计 135

5.3　转子式流量计 138

5.3.1　工作原理与流量公式 138

5.3.2　转子流量计的示值换算 140

5.3.3　转子流量计的特性 141

5.3.4　转子流量计的选择、安装和使用 142

5.4　靶式流量计 143

5.4.1　工作原理和流量方程式 144

5.4.2　流量换算 144

5.4.3　影响流量系数的因素 145

5.4.4　靶式流量计的分类与结构 145

5.4.5　靶式流量计的适用场合与安装使用要求 148

5.4.6　校验装置 149

5.5　涡轮流量计 149

5.5.1　涡轮流量计的结构原理 150

5.5.2　涡轮流量传感器的分类与应用 152

5.5.3　涡轮流量计的特点和使用注意事项 153

5.6　电磁流量计 154

5.6.1　电磁流量计的工作原理 154

5.6.2　电磁流量计的结构 155

5.6.3　电磁流量计的特点和分类 158

5.6.4　电磁式流量计的安装与使用 158

5.7　涡街流量计 160

5.7.1　工作原理 160

5.7.2　结构与分类 161

5.7.3　涡街流量计的特点 162

5.7.4　涡街流量计的选型和安装使用 163

5.8　超声波流量计 165

5.8.1　测量原理 165

5.8.2　超声波流量计简介 168

5.8.3　安装使用注意事项 170

思考与练习 172

第6章　液位测量 173

6.1　概述 174

6.2　差压式液位测量方法 174

6.2.1 工作原理 174

6.2.2　差压式液位计的安装方式 175

6.2.3　吹气式液位测量系统 175

6.3 电容式液位测量方法 176

6.3.1 电容式液位计的基本原理 176

6.3.2　导电液体的电容式液位计 176

6.3.3　非导电液体的电容式液位计 177

6.4　电阻式液位测量方法 178

6.4.1　电接点液位计 178

6.4.2　热电阻液位计 179

6.5　光纤式液位测量方法 180

6.5.1　全反射型光纤液位计 180

6.5.2　浮沉式光纤液位计 181

6.6　液位计的选择 182

思考与练习 183

第7章　物质成分分析 184

7.1　氧含量测量 185

7.1.1　磁式氧分析仪 185

7.1.2　氧化锆氧分析仪 191

7.2　色谱法测量气体成分 194

7.2.1　色谱法概述 194

7.2.2　色谱法基本工作原理 194

7.2.3　气相色谱仪 195

7.2.4　色谱仪的使用注意事项 198

7.3　红外光谱法测量气体成分 198

7.3.1　理论基础 199

7.3.2　红外线气体分析仪类型及工作原理 200

7.3.3　主要结构元件 202

7.4　化学发光法测量氮氧化物浓度 204

7.4.1　化学发光机理 205

7.4.2　氮氧化物的测量原理 205

思考与练习 207

第8章　气流速度和方向测量 209

8.1　测压管速度测量方法 210

8.1.1　测速原理 210

8.1.2　测压装置 211

8.1.3　动压管的标定 212

8.2　热线风速仪 213

8.2.1　基本构造 214

8.2.2　工作原理与热线方程 214

8.2.3　热线风速仪的动态特性 217

8.2.4　热线风速仪的方向特性 217

8.2.5　热线风速仪的标定 218

8.3　激光多普勒测速技术 219

8.3.1 工作原理 219

8.3.2　激光多普勒测速光学系统 220

8.3.3　激光多普勒测速信号处理系统 224

8.4　气流流动方向测量与复合测压管 225

8.4.1　平面气流方向的测量 225

8.4.2　空间气流方向的测量 228

思考与练习 230

第9章　振动和噪声测量 231

9.1　概述 232

9.2　振动测量 233

9.2.1　振动理论基础 233

9.2.2　振动的激励与激振器 236

9.2.3　测振传感器及其应用 239

9.2.4　振动测量仪器 245

9.2.5　振动测试系统实例 247

9.3　噪声测量 248

9.3.1　噪声测量的主要参数 248

9.3.2　噪声的分析与评价 250

9.3.3　噪声测量仪器 254

9.3.4　噪声测量方法 256

9.3.5　噪声测量实例 260

思考与练习 260

第10章　转速、转矩和功率测量 262

10.1　基本概念 263

10.1.1　转速 263

10.1.2　转矩 263

10.1.3　功率 264

10.1.4　机械特性和负载特性 264

10.2　转速测量 265

10.2.1　概述 265

10.2.2　模拟型转速计 266

10.2.3　数字型转速计 268

10.2.4　闪频测速计 272

10.3　转矩测量 273

10.3.1　扭变传递法 273

10.3.2　力矩平衡法和能量平衡法 280

10.3.3　转矩测量方法的选择 284

思考与练习 284

第11章　压缩机运动规律测试 286

11.1　气阀运动规律的测试 287

11.1.1　概述 287

11.1.2　阀片位移的测量 288

11.1.3　测试中的其他问题 294

11.2　压缩机指示图的录取 297

11.2.1　概述 297

11.2.2　压电式指示器 298

11.2.3　指示图的整理计算 299

思考与练习 300

第12章　过程设备质量检验 301

12.1　概述 302

12.1.1　过程设备质量与安全 302

12.1.2　设备质量检验的依据 302

12.1.3　设备质量检验的方法 304

12.1.4　设备质量检验的形式和期限 305

12.1.5　设备检验前的准备 307

12.2　设备残余应力的测量 308

12.2.1　残余应力的概念 308

12.2.2　盲孔测试法 309

12.2.3　X射线衍射测试法 311

12.2.4　其他测试法简介 313

12.3　无损检测技术 315

12.3.1　无损检测概况 315

12.3.2　射线检测技术 316

12.3.3　超声波检测技术 328

12.3.4　磁粉检测技术 339

12.3.5　渗透检测技术 345

12.3.6　涡流检测技术 350

12.3.7　无损检测技术的选择和应用 352

12.4　压力容器的压力试验 357

12.4.1　耐压试验 357

12.4.2　泄漏试验 359

12.5　设备质量检验综合案例 362

附录　常用无损检测技术标准一览表 364

思考与练习 365

第13章　计算机测试系统 366

13.1　计算机测试系统的结构 367

13.1.1　计算机测试系统中的“计算机” 367

13.1.2　计算机在测试系统中的作用 369

13.1.3　计算机测试系统的体系结构 370

13.1.4　计算机测试系统的性能表征 373

13.2　前向通道的组成 374

13.2.1　传感器信号调理 374

13.2.2　多路信号的采样与保持 381

13.2.3　模数转换器 388

13.3　信号的采样与截断 392

13.3.1　采样定理 392

13.3.2　窗函数 394

13.4　计算机测试系统的设计 396

13.4.1　计算机测试系统设计方法 396

13.4.2　空压机性能综合测试系统 397

13.4.3　水泵性能综合测试系统 401

思考与练习 403

第14章　检测领域新技术及其进展 404

14.1　检测领域新概念 405

14.1.1　软测量技术 405

14.1.2　测试可视化 405

14.2　传感器技术新进展 407

14.2.1　智能传感器 407

14.2.2　多传感器数据融合 408

14.2.3　现场总线仪表 409

14.2.4　无线测量技术 410

14.3　虚拟仪器技术 411

14.3.1　虚拟仪器的硬件系统 411

14.3.2　虚拟仪器的软件系统 412

14.3.3　虚拟仪器的应用与发展 413

思考与练习 414

参考文献 415