《自動檢測技術與控制裝置信息化教程》共分八個主要部分,對生產過程中檢測技術及控制裝置的技術知識進行了系統敘述。*章介紹了生產過程中檢測及誤差的基本概念,傳感器(變送器)的基礎知識等。第二章到第六章,介紹了生產過程中壓力、流量、溫度、物位和成分等傳感器(變送器)的結構、原理、使用和維護防護等技術知識。第七、第八章介紹了生產過程中應用的基本控制方法及控制、執行裝置。書中對新型的智能傳感器、控制器、執行機構,也做了相應的介紹。本書除作為專業教材外,也可供從事其他相關類型行業(石油化工、輕工、林業、電廠等)的自動化工程技術人員閱讀參考。
本書是在2006年第一版的基礎上修訂編寫的,教材內容力圖更好地體現現代教育所要求的先進性、科學性和教育教學適用性。新版教材對前一版作了適當的增刪。根據高等職業教育培養目標的要求,力圖使學習者學習完本教材內容后,獲得作為生產一線的自動化技術、管理、維護和運行人員所必須掌握的檢測技術與控制裝置的技術知識和應用技能。教材在每一章節的結束環節,除設置了回顧與練習外,增加了對下一章節學習的預習思考,并在每一章節的開始,通過思考與交流,與前一章節的預習思考對接。形成預習學習思考練習的有效學習路徑。書中通過微視頻、動畫等方式展現出部分儀表裝置的工作原理、動作過程、調試拆裝步驟等,對教學與學習過程給予輔助。作為自動化專業的必修內容,在考慮取材深度和廣度時,主要著眼于提高高職高專學生的應用能力和知識水平,在介紹各種儀表應用的基礎上分析原理特性,使學習者知其所以然。本 書以介紹各種檢測、控制、執行的方法及裝置為主,突出其基本構成、原理、選用方法及使用等內容。對維護、檢修、系統安裝等,由相關課程及實訓環節完成。本書可作為高職高專生產過程自動化技術(工業自動化及儀表)專業的教材,也可供從事其他相關行業(石油化工、輕工、電廠等)的電類、自動化類、儀表儀器類等自動化工程技術人員閱讀參考。參考學時為80～100學時。本書的修訂編寫由南京科技職業學院王永紅主持。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)。微視頻主講王琪(壓力表)、王歡(變送器)、王恒強(無紙記錄儀)、張華(執行器)、朱麗琴(可編程控制器)、秦補枝(控制系統)。夏鴻儒、劉慧敏對教材的修訂編寫提供了大量支持。全書由王永紅統稿、輔助教學PPT制作。揚子石化電儀分公司王長軍對書稿內容提出寶貴意見。在編寫過程中,得到了南京科技職業學院、遼寧石化職業技術學院、榆林職業技術學院、河北化工醫藥職業技術學院、蘭州石化職業技術學院、揚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,對這些參考文獻的作者和單位表示感謝。在制作教學動畫、教學微視頻中,對相關制作公司給予的支持表示感謝。本教材電子資源建設獲得化學工業出版社教材發展基金的資助。由于檢測技術與控制裝置發展較快,本書內容難免存在遺漏和不妥之處,敬請讀者批評指正,在適當的時候進一步修正提高。編者2017.1
緒論1
一、檢測與控制裝置在工業生產過程中的作用/1
二、檢測技術與控制裝置的工程應用/2
三、檢測技術與控制裝置的展望/3
四、本課程的特點及學習方法/4
回顧與練習/4
第一章 檢測與控制基礎 5
思考與交流/5
第一節 自動檢測與控制/5
一、自動檢測技術與檢測儀表/5
二、自動控制技術與控制裝置/7
第二節 測量誤差與儀表質量指標/8
一、測量過程的誤差分析/8
二、儀表質量指標的確定/10
第三節 技術拓展現場儀表使用中的防護/12
一、防爆問題/12
二、防腐蝕問題/12
三、防凍及防熱問題/13
四、現場儀表接地/16
五、防塵及防震問題/17
回顧與練習/17
第二章 壓力檢測及儀表 18
思考與交流/18
第一節 概述/18
一、壓力檢測的工程概念/18
二、壓力標準量值的傳遞/19
三、壓力檢測儀表的類型/20
第二節 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 電遠傳型壓力測量儀表/24
一、壓力(差壓) 變送器的構成與特性/25
二、電容式壓力(差壓) 變送器/27
三、擴散硅式壓力(差壓) 變送器/31
四、智能變送器/32
第四節 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/38
四、壓力表的校驗/39
第五節 技術拓展現場總線變送器/40
一、現場總線的概念/40
二、現場總線變送器/41
三、現場總線變送器的多變量測量/41
四、現場總線智能變送器的日常維護/41
回顧與練習/42
第三章 物位檢測及儀表 44
思考與交流/44
第一節 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 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 非接觸式物位測量儀表/55
一、超聲波液位計/55
二、雷達物位計/57
第四節 物位檢測系統的儀表應用/59
一、物位儀表的選用/59
二、油罐的液位測量/61
第五節 技術拓展光電檢測技術/63
一、光源/63
二、光電器件/64
三、技術應用/67
回顧與練習/70
第四章 流量檢測與儀表 72
思考與交流/72
第一節 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 速度式流量測量儀表/73
一、差壓式流量檢測儀表/73
二、轉子流量計/81
三、電磁流量計/85
四、渦街流量計/92
第三節 質量式流量測量儀表/96
一、工作原理/97
二、微動流量計的性能特點/100
三、安裝和調整/100
第四節 容積式流量儀表/101
一、橢圓齒輪流量計/101
二、腰輪流量計/102
三、煤氣表/102
四、水表/104
第五節 流量檢測系統的儀表選用/106
第六節 技術拓展光纖檢測技術/108
一、光纖傳感器的組成/108
二、光纖傳感器的類型/109
三、光纖傳感器的應用/110
回顧與練習/114
第五章 溫度檢測與儀表 117
思考與交流/117
第一節 溫度與溫標的熱力學特性/117
一、溫度的概念/117
二、溫標/118
三、溫度檢測的主要方法/120
第二節 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 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、光學高溫計/146
四、輻射溫度計/147
五、比色溫度計/147
第四節 溫度檢測系統儀表的選用/148
一、常用測溫儀表的測量范圍及特點/148
二、常用測溫儀表的選用/149
第五節 技術拓展顯示技術/150
一、模擬式顯示儀表/151
二、數字式顯示儀表/153
三、屏幕顯示/158
回顧與練習/163
第六章 成分檢測與儀表 165
思考與交流/165
第一節 成分檢測的工程知識/165
一、成分檢測的特點/165
二、成分檢測的過程/166
三、成分檢測的靜態特性和影響靜態特性的誤差因素及排除措施/167
四、成分檢測的動態特性/167
五、分析儀表的主要技術特性/168
第二節 生產過程在線分析系統的構成與特性分析/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 環保監測系統的構成與特性分析/177
一、環保監測的工程特點/177
二、半導體氣敏傳感器/180
三、溫差火災報警傳感器/182
四、煙霧傳感器/182
五、瓦斯檢測儀/182
第四節 技術拓展軟測量技術/184
一、輔助變量的選擇/185
二、輸入數據的處理/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/187
第七章 控制裝置 189
思考與交流/189
第一節 自動控制系統/189
一、自動控制系統的構成特性/189
二、自動控制系統的聯絡信號與傳輸方式/190
三、基本控制規律的特性分析/191
第二節 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/203
第三節 技術拓展虛擬儀器技術/208
一、虛擬儀器技術的組成/208
二、虛擬儀器技術的特點/209
回顧與練習/210
第八章 執行裝置 212
思考與交流/212
第一節 執行裝置的組成及分類/212
第二節 執行機構/215
一、氣動薄膜式執行機構/215
二、氣動活塞式執行機構/216
三、電動執行機構/216
第三節 調節機構/219
一、閥體的結構類型/220
二、閥芯結構型式/225
三、上閥蓋型式/226
第四節 執行裝置的選用/227
一、控制閥的作用方式及選用/227
二、調節機構的流量特性及選用/229
三、控制閥口徑的計算/232
第五節 輔助裝置/245
一、電/氣轉換器與電/氣閥門定位器/245
二、安全柵/247
三、配電器/250
第六節 技術拓展檢測與控制裝置的應用/251
回顧與練習/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 271
新書資訊