《自動(dòng)檢測技術(shù)與控制裝置信息化教程》共分八個(gè)主要部分,對生產(chǎn)過程中檢測技術(shù)及控制裝置的技術(shù)知識進(jìn)行了系統(tǒng)敘述。*章介紹了生產(chǎn)過程中檢測及誤差的基本概念,傳感器(變送器)的基礎(chǔ)知識等。第二章到第六章,介紹了生產(chǎn)過程中壓力、流量、溫度、物位和成分等傳感器(變送器)的結(jié)構(gòu)、原理、使用和維護(hù)防護(hù)等技術(shù)知識。第七、第八章介紹了生產(chǎn)過程中應(yīng)用的基本控制方法及控制、執(zhí)行裝置。書中對新型的智能傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu),也做了相應(yīng)的介紹。本書除作為專業(yè)教材外,也可供從事其他相關(guān)類型行業(yè)(石油化工、輕工、林業(yè)、電廠等)的自動(dòng)化工程技術(shù)人員閱讀參考。
本書是在2006年第一版的基礎(chǔ)上修訂編寫的,教材內(nèi)容力圖更好地體現(xiàn)現(xiàn)代教育所要求的先進(jìn)性、科學(xué)性和教育教學(xué)適用性。新版教材對前一版作了適當(dāng)?shù)脑鰟h。根據(jù)高等職業(yè)教育培養(yǎng)目標(biāo)的要求,力圖使學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)完本教材內(nèi)容后,獲得作為生產(chǎn)一線的自動(dòng)化技術(shù)、管理、維護(hù)和運(yùn)行人員所必須掌握的檢測技術(shù)與控制裝置的技術(shù)知識和應(yīng)用技能。教材在每一章節(jié)的結(jié)束環(huán)節(jié),除設(shè)置了回顧與練習(xí)外,增加了對下一章節(jié)學(xué)習(xí)的預(yù)習(xí)思考,并在每一章節(jié)的開始,通過思考與交流,與前一章節(jié)的預(yù)習(xí)思考對接。形成預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)思考練習(xí)的有效學(xué)習(xí)路徑。書中通過微視頻、動(dòng)畫等方式展現(xiàn)出部分儀表裝置的工作原理、動(dòng)作過程、調(diào)試拆裝步驟等,對教學(xué)與學(xué)習(xí)過程給予輔助。作為自動(dòng)化專業(yè)的必修內(nèi)容,在考慮取材深度和廣度時(shí),主要著眼于提高高職高專學(xué)生的應(yīng)用能力和知識水平,在介紹各種儀表應(yīng)用的基礎(chǔ)上分析原理特性,使學(xué)習(xí)者知其所以然。本 書以介紹各種檢測、控制、執(zhí)行的方法及裝置為主,突出其基本構(gòu)成、原理、選用方法及使用等內(nèi)容。對維護(hù)、檢修、系統(tǒng)安裝等,由相關(guān)課程及實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)完成。本書可作為高職高專生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)(工業(yè)自動(dòng)化及儀表)專業(yè)的教材,也可供從事其他相關(guān)行業(yè)(石油化工、輕工、電廠等)的電類、自動(dòng)化類、儀表儀器類等自動(dòng)化工程技術(shù)人員閱讀參考。參考學(xué)時(shí)為80～100學(xué)時(shí)。本書的修訂編寫由南京科技職業(yè)學(xué)院王永紅主持。參加教材修訂編寫的有王永紅(緒論、第一、第六、第七章)、劉玉梅(第八章)、秦補(bǔ)枝(第二章)、惠園園(第三章)、梁曉明(第四章)、丁煒(第五章)、朱玉奇(回顧與練習(xí))。微視頻主講王琪(壓力表)、王歡(變送器)、王恒強(qiáng)(無紙記錄儀)、張華(執(zhí)行器)、朱麗琴(可編程控制器)、秦補(bǔ)枝(控制系統(tǒng))。夏鴻儒、劉慧敏對教材的修訂編寫提供了大量支持。全書由王永紅統(tǒng)稿、輔助教學(xué)PPT制作。揚(yáng)子石化電儀分公司王長軍對書稿內(nèi)容提出寶貴意見。在編寫過程中,得到了南京科技職業(yè)學(xué)院、遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院、榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院、河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院、揚(yáng)子石化電儀分公司等單位的支持,融入許多寶貴意見,我們在此表示感謝。在編寫過程中,參考和引用了大量的文獻(xiàn),對這些參考文獻(xiàn)的作者和單位表示感謝。在制作教學(xué)動(dòng)畫、教學(xué)微視頻中,對相關(guān)制作公司給予的支持表示感謝。本教材電子資源建設(shè)獲得化學(xué)工業(yè)出版社教材發(fā)展基金的資助。由于檢測技術(shù)與控制裝置發(fā)展較快,本書內(nèi)容難免存在遺漏和不妥之處,敬請讀者批評指正,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候進(jìn)一步修正提高。編者2017.1
緒論1
一、檢測與控制裝置在工業(yè)生產(chǎn)過程中的作用/1
二、檢測技術(shù)與控制裝置的工程應(yīng)用/2
三、檢測技術(shù)與控制裝置的展望/3
四、本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法/4
回顧與練習(xí)/4
第一章 檢測與控制基礎(chǔ) 5
思考與交流/5
第一節(jié) 自動(dòng)檢測與控制/5
一、自動(dòng)檢測技術(shù)與檢測儀表/5
二、自動(dòng)控制技術(shù)與控制裝置/7
第二節(jié) 測量誤差與儀表質(zhì)量指標(biāo)/8
一、測量過程的誤差分析/8
二、儀表質(zhì)量指標(biāo)的確定/10
第三節(jié) 技術(shù)拓展現(xiàn)場儀表使用中的防護(hù)/12
一、防爆問題/12
二、防腐蝕問題/12
三、防凍及防熱問題/13
四、現(xiàn)場儀表接地/16
五、防塵及防震問題/17
回顧與練習(xí)/17
第二章 壓力檢測及儀表 18
思考與交流/18
第一節(jié) 概述/18
一、壓力檢測的工程概念/18
二、壓力標(biāo)準(zhǔn)量值的傳遞/19
三、壓力檢測儀表的類型/20
第二節(jié) 就地指示型壓力測量儀表/20
一、彈性元件的基本特性/21
二、彈簧管壓力表/22
第三節(jié) 電遠(yuǎn)傳型壓力測量儀表/24
一、壓力(差壓) 變送器的構(gòu)成與特性/25
二、電容式壓力(差壓) 變送器/27
三、擴(kuò)散硅式壓力(差壓) 變送器/31
四、智能變送器/32
第四節(jié) 壓力檢測儀表的使用/35
一、壓力表的選用/35
二、壓力表的安裝/36
三、壓力(差壓) 變送器的使用與維護(hù)/38
四、壓力表的校驗(yàn)/39
第五節(jié) 技術(shù)拓展現(xiàn)場總線變送器/40
一、現(xiàn)場總線的概念/40
二、現(xiàn)場總線變送器/41
三、現(xiàn)場總線變送器的多變量測量/41
四、現(xiàn)場總線智能變送器的日常維護(hù)/41
回顧與練習(xí)/42
第三章 物位檢測及儀表 44
思考與交流/44
第一節(jié) 概述/44
一、物位測量的工程特性/44
二、物位檢測儀表的類型/45
第二節(jié) 接觸式液位測量儀表/45
一、靜壓式液位檢測儀表/45
二、浮力式液位檢測儀表/49
第三節(jié) 非接觸式物位測量儀表/55
一、超聲波液位計(jì)/55
二、雷達(dá)物位計(jì)/57
第四節(jié) 物位檢測系統(tǒng)的儀表應(yīng)用/59
一、物位儀表的選用/59
二、油罐的液位測量/61
第五節(jié) 技術(shù)拓展光電檢測技術(shù)/63
一、光源/63
二、光電器件/64
三、技術(shù)應(yīng)用/67
回顧與練習(xí)/70
第四章 流量檢測與儀表 72
思考與交流/72
第一節(jié) 概述/72
一、流量檢測的工程知識/72
二、流量檢測儀表的類型/73
第二節(jié) 速度式流量測量儀表/73
一、差壓式流量檢測儀表/73
二、轉(zhuǎn)子流量計(jì)/81
三、電磁流量計(jì)/85
四、渦街流量計(jì)/92
第三節(jié) 質(zhì)量式流量測量儀表/96
一、工作原理/97
二、微動(dòng)流量計(jì)的性能特點(diǎn)/100
三、安裝和調(diào)整/100
第四節(jié) 容積式流量儀表/101
一、橢圓齒輪流量計(jì)/101
二、腰輪流量計(jì)/102
三、煤氣表/102
四、水表/104
第五節(jié) 流量檢測系統(tǒng)的儀表選用/106
第六節(jié) 技術(shù)拓展光纖檢測技術(shù)/108
一、光纖傳感器的組成/108
二、光纖傳感器的類型/109
三、光纖傳感器的應(yīng)用/110
回顧與練習(xí)/114
第五章 溫度檢測與儀表 117
思考與交流/117
第一節(jié) 溫度與溫標(biāo)的熱力學(xué)特性/117
一、溫度的概念/117
二、溫標(biāo)/118
三、溫度檢測的主要方法/120
第二節(jié) 接觸式溫度測量儀表/121
一、熱電偶溫度儀表/121
二、熱電阻溫度儀表/132
三、熱敏電阻傳感器/136
四、溫度變送器/138
第三節(jié) 非接觸式溫度測量儀表/144
一、輻射測溫原理/144
二、輻射測溫方法/145
三、光學(xué)高溫計(jì)/146
四、輻射溫度計(jì)/147
五、比色溫度計(jì)/147
第四節(jié) 溫度檢測系統(tǒng)儀表的選用/148
一、常用測溫儀表的測量范圍及特點(diǎn)/148
二、常用測溫儀表的選用/149
第五節(jié) 技術(shù)拓展顯示技術(shù)/150
一、模擬式顯示儀表/151
二、數(shù)字式顯示儀表/153
三、屏幕顯示/158
回顧與練習(xí)/163
第六章 成分檢測與儀表 165
思考與交流/165
第一節(jié) 成分檢測的工程知識/165
一、成分檢測的特點(diǎn)/165
二、成分檢測的過程/166
三、成分檢測的靜態(tài)特性和影響靜態(tài)特性的誤差因素及排除措施/167
四、成分檢測的動(dòng)態(tài)特性/167
五、分析儀表的主要技術(shù)特性/168
第二節(jié) 生產(chǎn)過程在線分析系統(tǒng)的構(gòu)成與特性分析/168
一、單一組分氣體含量的在線分析/168
二、多組分氣體含量的在線分析/173
第三節(jié) 環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成與特性分析/177
一、環(huán)保監(jiān)測的工程特點(diǎn)/177
二、半導(dǎo)體氣敏傳感器/180
三、溫差火災(zāi)報(bào)警傳感器/182
四、煙霧傳感器/182
五、瓦斯檢測儀/182
第四節(jié) 技術(shù)拓展軟測量技術(shù)/184
一、輔助變量的選擇/185
二、輸入數(shù)據(jù)的處理/185
三、軟測量模型的建立/186
四、軟測量模型的在線校正/187
回顧與練習(xí)/187
第七章 控制裝置 189
思考與交流/189
第一節(jié) 自動(dòng)控制系統(tǒng)/189
一、自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成特性/189
二、自動(dòng)控制系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)信號與傳輸方式/190
三、基本控制規(guī)律的特性分析/191
第二節(jié) 控制裝置/197
一、模擬式控制裝置/197
二、PLC可編程控制器/199
三、集散控制系統(tǒng)/203
第三節(jié) 技術(shù)拓展虛擬儀器技術(shù)/208
一、虛擬儀器技術(shù)的組成/208
二、虛擬儀器技術(shù)的特點(diǎn)/209
回顧與練習(xí)/210
第八章 執(zhí)行裝置 212
思考與交流/212
第一節(jié) 執(zhí)行裝置的組成及分類/212
第二節(jié) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)/215
一、氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)/215
二、氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)/216
三、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)/216
第三節(jié) 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)/219
一、閥體的結(jié)構(gòu)類型/220
二、閥芯結(jié)構(gòu)型式/225
三、上閥蓋型式/226
第四節(jié) 執(zhí)行裝置的選用/227
一、控制閥的作用方式及選用/227
二、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的流量特性及選用/229
三、控制閥口徑的計(jì)算/232
第五節(jié) 輔助裝置/245
一、電/氣轉(zhuǎn)換器與電/氣閥門定位器/245
二、安全柵/247
三、配電器/250
第六節(jié) 技術(shù)拓展檢測與控制裝置的應(yīng)用/251
回顧與練習(xí)/253
附錄 255
附錄一 控制閥選擇資料/255
附錄二 常用熱電偶、熱電阻分度表/268
參考文獻(xiàn) 271
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