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目录 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　过程检测技术的基本概念及研究内容 1

1.2　过程检测技术的分类 2

1.3　测量误差与测量不确定度的评定与表示方法 2

1.3.1 测量误差 2

1.3.2　测量不确定度的评定与表示方法 4

1.4　测量仪器的基本技术性能和术语 14

思考题 17

第2章　温度测量 18

2.1 概述 18

2.1.1　温度和温标 18

2.1.2　测温方法分类 21

2.2　接触式测温方法及仪表 22

2.2.1　膨胀式温度计和压力式温度计 22

2.2.2　热电偶测温 24

2.2.3　热电阻测温 46

2.3　非接触式测温方法及仪表 56

2.3.1 辐射测温的物理基础及其基本方法 56

2.3.2　亮度温度计 62

2.3.3　全辐射高温计 68

2.3.4　比色高温计 70

2.3.5　测真温的辐射温度计 73

2.3.6　辐射测温的干扰分析 75

2.4　其他测温技术 76

2.4.1　光导纤维测温技术 76

2.4.2　集成温度传感器测温技术 85

思考题 86

第3章　压力、压差测量 88

3.1 概述 88

3.1.1　基本概念 88

3.1.2　压力检测的主要方法和分类 89

3.2　液柱式压力检测 90

3.2.1　U形管压力计 90

3.2.2　单管压力计 91

3.2.3　斜管压力计 92

3.3　弹性式压力检测 92

3.3.1　原理 93

3.3.2　弹性元件 93

3.3.3　单圈弹簧管压力计 95

3.4.1　活塞式压力计 96

3.4　负荷式压力检测 96

3.4.2　浮球式压力计 98

3.5 电气式压力检测 99

3.5.1　压电式压力计 99

3.5.2　电阻式压力计 101

3.6　其他压力检测方法 104

3.6.1　弹性振动式压力计 104

3.6.2　压磁式压力计 104

3.6.3　真空度测量 105

3.6.4　压力分布测量系统 106

3.7　压力变送器 106

3.7.1 电容式压力变送器 107

3.7.2　霍尔式压力变送器 108

3.8　压力表的选择与安装 109

3.8.1　压力表的选择 109

3.8.2　压力表的安装 111

思考题 114

第4章　流量测量 115

4.1 节流式差压流量计 115

4.1.1　标准节流装置 116

4.1.2　标准节流装置的流量公式 123

4.1.3　节流装置流量测量不确定度的估算 130

4.1.4　节流式流量计的安装 133

4.1.5　标准节流装置的设计计算 137

4.1.6　非标准节流装置 146

4.2　动压测量管 149

4.2.1 工作原理 149

4.2.2　基型动压测量管 150

4.2.3　动压平均管 152

4.3.1 工作原理 153

4.3　转子流量计 153

4.3.2　工作特性 155

4.3.3　被测介质密度改变时示值的换算 156

4.3.4　金属管转子流量计 157

4.4　靶式流量计 158

4.4.1 工作原理 158

4.4.2　流量的换算和压力损失 159

4.4.3　靶式流量计的特点与安装 161

4.5　涡轮流量计 161

4.5.1 工作原理 161

4.5.2　涡轮变送器的工作原理 163

4.5.3　涡轮流量计的特点 166

4.6　电磁流量计 166

4.6.1 工作原理 167

4.6.2 电磁流量计的变送器 169

4.6.3 电磁流量计的转换器 170

4.6.4 电磁流量计的安装和使用 174

4.6.5 电磁流量计的发展 175

4.7　涡街流量计 176

4.7.1 工作原理 176

4.7.2　漩涡频率的检测 177

4.7.3　涡街流量计的特点 179

4.8　容积式流量计 180

4.8.1　椭圆齿轮流量计 180

4.8.2　腰轮流量计 181

4.8.3　双转子流量计 182

4.8.4　容积式流量计的误差 183

4.9　质量流量计 184

4.9.1　量热式质量流量计 184

4.9.2　科里奥利式质量流量计 186

4.9.3　差压式质量流量计 190

4.9.4　涡街式质量流量计 191

4.10　超声波流量计 192

4.10.1 时间差法 193

4.10.2　锁相环路频差法超声流量计的工作原理 195

4.10.3　多普勒法 196

4.10.4　超声波流量计的灵敏度 198

4.10.5　温度对超声波流量计的影响 199

4.10.6　有效断面上流速分布的影响 199

4.11　流量校验系统 199

4.11.1　校验方法 199

4.11.2　校验装置 200

思考题 202

5.1　概述 203

第5章　物位测量 203

5.2.1　浮子式液位计 205

5.2　浮力式液位计 205

5.2.2　浮筒式液位计 206

5.2.3　浮子法测量液-液相界面（浮子式液位界面信号器） 206

5.3　差压式液位计 207

5.4　电容式液位计 208

5.4.1 导电介质电容液位计 208

5.4.2　非导电介质电容液位计 210

5.5　超声波式物位计 212

5.6　微波式物位计 214

5.6.1 测功率反射式微波物位计 215

5.6.2　测时间反射式微波物位式 216

5.7　激光式物位计 216

5.8.1 核辐射式物位计的原理与特点 218

5.8　核辐射式物位计 218

5.8.2 γ射物位计的几种类型 219

思考题 221

第6章　过程成分检测 222

6.1 电极电位检测器与ISFET离子敏检测器 223

6.1.1 电极电位检测器 223

6.1.2　ISFET离子敏检测器 233

6.2 电导检测器 237

6.2.1　溶液的电导与浓度的关系 237

6.2.2 电导检测器的结构 239

6.2.3　影响电导检测器精度的因素及应采取的措施 240

6.2.4 电导式过程分析仪器的温度补偿措施 242

6.3　热导检测器 243

6.3.1　气体的热导率 243

6.3.2　热导检测原理 245

6.3.3　热导检测器的结构 246

6.3.4　热导检测器输出与被测气体组分浓度的关系 247

6.4　磁性氧分析器 248

6.4.1　热磁式氧分析器的理论基础 248

6.4.2　热磁式氧分析器 250

6.4.3　磁力式氧分析器 252

6.5　氧化锆氧量计 255

6.5.1　检测器原理 255

6.5.2　氧化锆氧量计 257

6.6　吸收式光学分析仪器 259

6.6.1　朗伯-比耳定律 259

6.6.2　滤光片 260

6.6.3　薄膜电容检测器 262

6.6.4　红外线气体分析器 265

6.6.5　红外线水分仪 268

6.7　气相色谱仪 269

6.7.1　色谱分析原理及理论 270

6.7.2　气相色谱仪的结构特点 272

6.7.3　检测器 274

6.8　X射线荧光光谱检测系统 276

6.8.1　X射线与X射线荧光 276

6.8.2　X射线被物质吸收的规律 279

6.8.3　X射线荧光光谱检测系统 279

思考题 286

第7章　过程机械量检测 288

7.1　概述 288

7.2　质量测量 289

7.2.1 电阻应变式称重传感器 289

7.2.2　电子皮带秤 297

7.3　速度测量 302

7.3.1　概述 302

7.3.2　模拟式测速法 303

7.3.3　计数式测速法 304

7.3.4　激光测速法 308

7.3.5　线阵CCD测速法 310

7.4　位移测量仪表 311

7.4.1　概述 311

7.4.2　计量光栅 311

7.4.3　光纤位移传感器 317

7.5　测径、测厚仪表 320

7.5.1　激光测径仪表 320

7.5.2　CCD尺寸测量系统 325

7.5.3　测厚仪表 330

思考题 334

第8章　检测信号处理电路 335

8.1　仪用放大器 335

8.1.1　仪用放大器基本原理 336

8.1.2　仪用放大器的精度分析 337

8.1.3　通用型仪用放大器 341

8.1.4　增益可编程仪用放大器 343

8.1.5　单电源差分仪用放大器 346

8.1.6　斩波自稳零仪用放大器 348

8.1.7　ISO 100小型低漂移宽带隔离放大器 351

8.1.8　使用仪用放大器的注意事项 352

8.2　仪表的干扰及抑制 353

8.2.1　仪表干扰的来源 353

8.2.2　仪表干扰的传输途径 353

8.2.3　差模干扰与共模干扰 355

8.2.4　仪表干扰的抑制 356

8.2.5　数字仪表抗干扰的特殊问题 359

思考题 362

第9章　检测领域新技术 363

9.1 检测领域新技术概述 363

9.1.1　新的检测仪器特点 364

9.1.2　新的检测系统特点 365

9.2　软测量技术 366

9.2.1　软测量的概念 366

9.2.2　软测量中传感器的模型及测量方式 366

9.2.3　软测量的应用举例 367

9.3.1 虚拟仪器的概念和结构框图 368

9.3.2　虚拟仪器的编程语言 368

9.3　虚拟仪器 368

9.3.3　虚拟仪器的应用举例 369

9.4　模糊传感器 370

9.4.1　模糊传感器的概念和结构框图 370

9.4.2　模糊传感器的应用举例 371

9.5　多传感器数据融合 371

9.5.1　多传感器数据融合的概念 371

9.5.2　多传感器数据融合的结构 372

9.5.3　多传感器数据融合的应用举例 373

思考题 374

附录 375

附录A　标准化热电偶分度表 375

附录B　主要热电偶的参考函数和逆函数 382

附录C　压力单位换算表 385

参考文献 386