现代安全监测技术PDF电子书下载

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　安全监测的意义、目的和任务 1

1.1.1　安全监测的意义 1

1.1.2　安全监测的目的 2

1.1.3　安全监测的任务 3

1.2　安全监测技术的发展概况 4

1.2.1　危险性分析和定量分析阶段 4

1.2.2 实时在线监测阶段 5

1.3　本书的主要内容 5

2.1.1　传感器的基本概念 7

2.1　概述 7

第2章　安全监测用传感器 7

2.1.2　传感器的分类 8

2.1.3 常用传感器 10

2.2　温度传感器 10

2.2.1　膨胀式温度传感器 10

2.2.2　热电偶温度传感器 13

2.2.3　热电阻温度传感器 15

2.2.4　半导体热敏电阻 16

2.3　压力传感器 18

2.3.1　应变式压力传感器 18

2.3.2　压电式压力传感器 20

2.3.3 电容式差压传感器 20

2.4.1　差压式流量传感器 21

2.4　流量传感器 21

2.4.2 电磁式流量传感器 23

2.4.3　涡轮式流量传感器 24

2.4.4　超声式流量传感器 25

2.5　物位传感器 27

2.5.1　音叉式料位传感器 27

2.5.2 电容式料位传感器 28

2.5.3　超声式料位传感器 31

2.5.4　微波式及γ射线料位传感器 35

2.6　气体传感器 36

2.6.1　接触燃烧式气体传感器 36

2.6.3　半导体气体传感器 37

2.6.2 热线式热传导率气体传感器 37

第3章　数据采集与信号处理技术 41

3.1　数据采集技术基础 41

3.1.1　信号A/D、D/A转换过程 41

3.1.2　采样信号的频谱 43

3.1.3　采样定理 46

3.1.4　采样方式 49

3.2　典型的数据采集系统 51

3.3　数据采集系统的技术要求 54

3.3.1　数据采集系统的主要技术指标 54

3.3.2　高速数据采集系统的主要技术指标 54

3.4　计算机数据采集系统 56

3.4.1　计算机数据采集系统的基本构成 56

3.4.2　主要功能电路 58

3.5.1　概述 64

3.5　信号处理基础 64

3.5.2　时域分析和频域分析 65

3.5.3　随机信号处理 66

3.5.4 离散傅里叶变换 71

3.6　信号中的噪声 73

3.6.1 白噪声 73

3.6.2　有色噪声 74

3.6.3　脉冲噪声 74

3.6.4　随机噪声的波形 75

3.7　信号的预处理 77

3.7.3　幅值处理 78

3.7.5　去趋势项 78

3.7.4　去均值 78

3.7.2　预滤波 78

3.7.1 解调 78

3.7.6　预白化 80

3.8　信号平均 81

3.8.1　信号平均方法 81

3.8.2 Boxcar平均器 82

3.8.3　时域多点平均 83

3.9　信号的滤波 85

3.9.1 经典滤波和统计滤波 85

3.9.2　模拟滤波器 90

3.9.3　数字滤波器 92

3.10　信号的平滑处理 93

3.10.1　单纯移动平均法 95

3.10.3　适应平滑法 96

3.10.2 多项式拟合法 96

3.10.4　频域平滑法 97

第4章　智能化和干扰抑制技术 99

4.1　监测智能化技术 99

4.1.1　非线性自校正 99

4.1.2 自校零与自校准 103

4.1.3 自补偿 107

4.2　干扰与抑制 118

4.2.1　干扰的来源和传播方式 118

4.2.2　干扰的抑制 122

5.2　红外非接触测温技术 128

5.2.1　红外辐射测温的基本原理 128

5.1　概述 128

第5章　现代温度监测技术 128

5.2.2　红外辐射测温仪 135

5.3　基于彩色三基色的温度测量技术 152

5.3.1 彩色三基色温度测量原理 153

5.3.2　彩色三基色温度测量装置 155

5.4　分布式光纤温度测量技术 156

5.4.1 分布式光纤温度测量的原理 156

5.4.2　分布式光纤温度测量系统的结构及特性 159

5.4.3 分布式光纤温度测量系统的应用范围 160

5.4.4　分布式光纤温度测量技术的局限性及发展趋势 160

第6章　红外气体浓度监测技术 162

6.1　概述 162

6.2　红外气体浓度监测的基本原理 162

6.2.1 双原子分子的红外吸收频率 163

6.2.2 多原子分子的红外吸收频率 166

6.2.3　特征红外吸收波长 168

6.2.4　红外吸收定律 169

6.3　非色散红外吸收气体浓度监测技术 170

6.3.1 时间双光束测量方法 171

6.3.2 空间双光束测量方法 172

6.4　红外大面积气体泄漏监测技术 173

6.4.1 红外大面积气体泄漏的双光束监测原理 174

6.4.2　红外大面积气体泄漏监测的量纲 175

第7章　声发射监测技术 177

7.1　概述 177

7.2　声发射监测的理论基础 178

7.2.1　声发射产生条件及声发射源 178

7.2.2　声发射信号的表征参数 181

7.2.3　声发射源定位 184

7.3　声发射监测仪器 188

7.3.1　声发射监测仪的组成 188

7.3.2　声发射传感器 188

7.3.3　信号处理部分 190

7.4　声发射监测技术在安全工程中的应用 191

7.4.1　应用声发射监测技术预报矿山岩体冒落和崩塌 191

7.4.2　利用声发射监测技术预测预报煤与瓦斯突出 192

第8章　微弱信号检测技术 194

8.1　相关检测原理 194

8.1.1　相关函数 194

8.1.2　相关检测 196

8.2.1　锁定放大器的工作原理 199

8.2　锁定放大器 199

8.2.2　锁定放大器的主要参数 201

8.3　取样积分器 202

8.3.1　取样积分器的工作原理 203

8.3.2　取样积分器的主要参数 207

8.4　光子计数技术 210

8.4.1　光子计数的原理 211

8.4.2　光子计数系统的测量误差 216

第9章　人工神经网络及其应用 219

9.1　概述 219

9.1.1　人工神经网络的优越性及存在的问题 220

9.1.2　人工智能专家系统与神经网络的比较 220

9.2.1　人工神经元 221

9.2　人工神经网络基础 221

9.2.2　人工神经元模型 222

9.2.3　前馈神经网络 223

9.2.4　神经网络的两大类学习算法 224

9.2.5　误差反向传播BP算法 225

9.3　神经网络在火灾烟雾识别中的应用 226

9.3.1 火灾烟雾识别神经网络模型 226

9.3.2　仿真训练及验证 229

9.3.3　应用小结 230

第10章　现场总线技术及其应用 231

10.1　概述 231

10.2　现场总线的发展背景与趋势 232

10.2.1　现场总线是综合自动化的发展需要 232

10.2.3　现场总线将朝着开放、统一标准的方向发展 233

10.2.2　智能仪表为现场总线的出现奠定了基础 233

10.3　现场总线的特点与优点 234

10.3.1　现场总线系统的结构特点 234

10.3.2　现场总线系统的技术特点 235

10.3.3　现场总线的优点 236

10.4　几种有影响的现场总线技术 237

10.4.1　基金会现场总线 237

10.4.2 LonWorks总线 238

10.4.3 PROFIBUS总线 238

10.4.4　CAN总线 239

10.4.5 HART总线 239

10.5.1　现场总线新型测量系统 240

10.5　现场总线的应用 240

10.5.2　现场总线设备管理系统 241

第11章　虚拟测试仪器技术及其应用 246

11.1　概述 246

11.1.1　虚拟测试仪器的特点 247

11.1.2　虚拟测试仪器的研究方向 247

11.2　虚拟测试仪器的含义与系统构成 248

11.2.1　虚拟测试仪器的含义 248

11.2.2　虚拟测试仪器的系统构成 250

11.2.3　虚拟测试仪器的系统构建 251

11.3　虚拟测试仪器的硬件构成 252

11.3.1 基于PC总线的虚拟测试仪器硬件 252

11.3.2　基于VXI总线的虚拟测试仪器 253

11.4.1 LabVIEW 258

11.4　虚拟测试仪器软件开发平台 258

11.4.2　LabWindows/CVI 259

11.5　虚拟测试仪器系统的应用 260

11.5.1　功能描述 260

11.5.2　工作原理 260

11.5.3　面板设计 263

第12章　监控组态软件及其应用 265

12.1　监控组态软件及其发展 265

12.1.1 “组态”和“监控组态软件”的概念 265

12.1.2　监控组态软件的发展趋势 266

12.1.3　组态软件的设计思想及特点 269

12.1.4　组态软件的数据流 273

12.1.5　使用组态软件的一般步骤 274

12.1.6　监控组态软件在自动监控系统中所处的地位 275

12.2　监控组态软件的核心组成 276

12.2.1　组态软件的系统构成及图形开发环境 276

12.2.2 实时数据库 280

12.2.3　监控组态软件的I/O设备驱动 283

12.3　监控组态软件的扩展功能 286

12.3.1　监控组态软件的网络体系和通信功能 286

12.3.2　监控组态软件与第三方软件的通信方式 291

12.3.3　监控组态软件的控制功能 295

12.4　监控组态软件在罐区监控系统中的应用 298

12.4.1　罐区概况与监控要求 298

12.4.2 系统方案 299

12.4.3　软件设计说明 300

12.4.4 系统调试及运行情况 303

参考文献 304