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自动检测技术与应用绪论

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自动检测技术与应用绪论

2015/12/6 Sunday 1 21世纪普通高等教育 机电类规划教材 自动检测技术及应用 配套光盘 绪 论 检测检测(DetectionDetection)定义定义: 利用各种物理利用各种物理、化学效应化学效应,选择合选择合适的方法与装置适的方法与装置,将生产将生产、科研科研、生活生活等各方面的有关信息通过检查与测量的等各方面的有关信息通过检查与测量的方法方法,赋予定性或定量结果的过程称为赋予定性或定量结果的过程称为检测技术检测技术。 例例:曹冲称象曹冲称象 方法方法:比较法比较法; 装置装置:船船、石头石头、小秤小秤; 检查检查、测量测量,从而得到从而得到: 定性定性、定量定量的结果的结果。 一、检测 技术在国 民经济中 的地位和 作用。 神舟神舟 六号回收六号回收 过程的过程的: 测控技术测控技术 检测技术在卫星中的应用检测技术在卫星中的应用 红外扫红外扫 描区域描区域 人造卫星人造卫星 、 检测技术在海啸预报中的应用检测技术在海啸预报中的应用 海浪振动海浪振动 检测系统检测系统 浮标浮标 深海地沟深海地沟 2015/12/6 Sunday 7 检测技术在飞行器中的应用检测技术在飞行器中的应用 二二、工业检测技术涉及的内容工业检测技术涉及的内容 : 热工量热工量: 温度温度t( 、K、 ) 例例:0 相当于相当于32 , 20 相当于相当于68 , 100 相当于相当于212 压力压力(压强压强)p(Pa)、)、压差压差 p 、真空度真空度、流速流速v (m/s)、)、流量流量q(t、m3 )、物位物位、液位液位h(m) 机械量机械量: 直线位移直线位移x(m)、)、角位移角位移、速度速度、加速度加速度a ( m/s2) 、转速转速n(r/min)、)、应变应变 ( m/m )、)、力力 矩矩T(Nm)、)、振动振动、噪声噪声、质量质量(重量重量)m(kg、t) 几何量几何量 长度长度、厚度厚度、角度角度、直径直径、间距间距、形状形状、粗糙度粗糙度、 硬度硬度、材料缺陷等材料缺陷等 工业检测涉及的内容工业检测涉及的内容(续续) 物体的性质和成分量物体的性质和成分量: 空气的湿度空气的湿度(绝对绝对、相对相对)、)、气体的化学成分气体的化学成分、 浓度浓度、液体的粘度液体的粘度、浊度浊度、透明度透明度、物体的颜色物体的颜色 状态量状态量: 工作机械的运动状态工作机械的运动状态(启停等启停等)、)、生产设备的异生产设备的异 常状态常状态(超温超温、过载过载、泄漏泄漏、变形变形、磨损磨损、堵堵 塞塞、断裂等断裂等) 电工量电工量: U、I、f、R、Z、E、B 绝大多数已在电工绝大多数已在电工、电子等课程中讲授电子等课程中讲授, 不属于本课程的范围不属于本课程的范围。 三、自动检测系统的组成 不带不带微处理器时微处理器时 自动检测技术系统原理框图自动检测技术系统原理框图 所谓系统原理框图所谓系统原理框图,就是将系统中的主要功能或就是将系统中的主要功能或 电路的名称画在电路的名称画在方框方框内内,按信号的流程按信号的流程,将几个方框将几个方框 用用箭头箭头联系起来联系起来,有时还可以在箭头上方有时还可以在箭头上方标出信号的标出信号的 名称名称。 2015/12/6 Sunday 11 一种典型的一种典型的自动检测系统自动检测系统 (检测系统在发电厂的应用检测系统在发电厂的应用) 传感器传感器:在本教材中是指一个在本教材中是指一个能将被能将被 测的非电量变换成电量的器件测的非电量变换成电量的器件 玻璃玻璃 温度计温度计是是 一种传感一种传感 器器,但不但不 属于属于本教本教 材所讲授材所讲授 的传感器的传感器 范围范围。 2015/12/6 Sunday 13 能将温度转换为电压的传感器能将温度转换为电压的传感器热电偶热电偶 2015/12/6 Sunday 14 目前常用的显示器有四类目前常用的显示器有四类:模拟显示模拟显示、 数字显示数字显示、图象显示及记录仪等图象显示及记录仪等 模拟显示的模拟显示的特点特点: 直观直观、稳定稳定, 但但不够准确不够准确。 2015/12/6 Sunday 15 光柱也光柱也属于模拟显示属于模拟显示 光柱显示的光柱显示的 特点特点:直观直观 101线线/240°° 车用光柱车用光柱 仪表显示仪表显示 既能显示光柱既能显示光柱,也有数字显示也有数字显示 直观地指示出储液罐直观地指示出储液罐 中的液位中的液位 设定值设定值 实际值实际值 数字式仪表数字式仪表 数字式仪数字式仪 表的特点表的特点: 准确准确,但最但最 后一位经常后一位经常 跳动不止跳动不止。 热敏电阻热敏电阻 2015/12/6 Sunday 18 LED亮度高亮度高、耐振动耐振动; LED、LCD显示的比较: LCD耗电省耗电省、集成度高集成度高,但不利于夜间观察但不利于夜间观察。 2015/12/6 Sunday 19 带背光板的带背光板的LCD可以在夜间观看可以在夜间观看 图像显示图像显示 特点特点 能显示复杂的能显示复杂的 图形和曲线图形和曲线, 但价格比数字但价格比数字 显示昂贵显示昂贵。 2015/12/6 Sunday 21 图像显示图像显示(续续) 带带RS-232接口接口(或或USB接口接口)的万用表及的万用表及 实时图像显示实时图像显示 特点特点 能将测能将测 量到的波量到的波 形及数据形及数据 存储到计存储到计 算机中算机中, 可随时重可随时重 放放,价格价格 适中适中。 记录仪记录仪 主要用主要用来记录被来记录被检测对象检测对象的动态变的动态变化过程化过程。 无纸记录仪无纸记录仪(动画演示动画演示) 主要主要 用来记录用来记录 和存储被和存储被 检测对象检测对象 的动态变的动态变 化过程化过程。 存储数存储数 据的大小据的大小 由硬盘容由硬盘容 量决定量决定。 数据处理装置数据处理装置 数据处数据处 理装置理装置主主 要是指计要是指计 算机算机。 例如对例如对 振动进行振动进行 频谱分析频谱分析 等等。 执行机构执行机构 继电器及插座继电器及插座 所谓执行机构所谓执行机构 通常是指各种继电通常是指各种继电 器器,电磁铁电磁铁、电磁电磁 阀门阀门、电磁调节电磁调节 阀阀、伺服电动机伺服电动机 等等,它们在电路中它们在电路中 起通断起通断、控制控制、调调 节节、保护等作用保护等作用。 2015/12/6 Sunday 27 各种继电器各种继电器 汽车继电器汽车继电器 中间继电器中间继电器 2015/12/6 Sunday 28 各种继电器各种继电器(焊接型焊接型) 2015/12/6 Sunday 29 各种继电器各种继电器 及插座及插座 固态继电器固态继电器 特点特点控制功率小控制功率小、体积小体积小、无火花无火花;但易过但易过 流流、过压烧毁过压烧毁。 2015/12/6 Sunday 31 固态继电器固态继电器(续续) 2015/12/6 Sunday 32 电磁铁电磁铁能产生机械力能产生机械力 电磁阀门电磁阀门 电磁阀门电磁阀门 只有通断只有通断 两种状态两种状态。 流体流体 2015/12/6 Sunday 34 电磁阀门的电磁阀门的 控制线圈控制线圈 加上额定电加上额定电 压后压后,电磁阀电磁阀 门导通门导通,被控 对象可以是液 体或气体。 电磁调节阀电磁调节阀 用于控制流量的大小用于控制流量的大小 加上控制加上控制信号信号,电磁电磁调节阀在电调节阀在电动机的控制动机的控制下下,可以逐可以逐渐开合渐开合。 2015/12/6 Sunday 36 小型电磁调节阀小型电磁调节阀 单向使用单向使用 一种电磁调节阀一种电磁调节阀 的的内部结构内部结构 (动画演示动画演示) 电磁阀的电磁阀的开合开合度度和和动作速度动作速度都都能调节能调节。 2015/12/6 Sunday 38 电磁调节阀的电磁调节阀的解剖及工作原理解剖及工作原理 利用电动力调利用电动力调 节球阀的角度节球阀的角度, 从而控制阀门的从而控制阀门的 通流能力通流能力。 出水口出水口 球阀球阀 伺服电动机伺服电动机 可以正可以正转转、反转反转、快快转转、慢转慢转 伺服型伺服型 雷达天线雷达天线 报警器报警器 报警灯及扬声器报警灯及扬声器 四四、检测技术的发展趋势检测技术的发展趋势 : 1 1. .不断提高检测系统的测量不断提高检测系统的测量准确度准确度、量量 程程范围范围、延长使用延长使用寿命寿命、提高提高可靠性可靠性。 近年来近年来,人们研制出许多高精度和宽量人们研制出许多高精度和宽量 程的检测仪器以满足各种需要程的检测仪器以满足各种需要。人们还对传人们还对传 感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大 量的研究量的研究,使得检测系统的可靠性及寿命大使得检测系统的可靠性及寿命大 幅度提高幅度提高。现在现在,许多检测系统可以在极其许多检测系统可以在极其 恶劣的环境下连续工作数十万小时恶劣的环境下连续工作数十万小时。目前目前, 人们正在不断努力进一步提高检测系统的各人们正在不断努力进一步提高检测系统的各 项性能指标项性能指标。 提高测量精度提高测量精度 数字式数字式 电压表电压表、 欧姆表欧姆表 该仪器的量程切换到量程切换到2V时时, 分辨力仍可达到分辨力仍可达到10V 提高可靠性提高可靠性 火箭内的火箭内的仪器必须能承仪器必须能承受巨大的加速受巨大的加速度度。 提高可靠性提高可靠性(续续) 月球月球基地的仪基地的仪器必须能器必须能承受巨大承受巨大的温差和的温差和辐射辐射。 2015/12/6 Sunday 45 2.应用新技术和新的物理效应应用新技术和新的物理效应, 扩大检测领域扩大检测领域 月球车月球车 2015/12/6 Sunday 46 2.应用新技应用新技 术和新的物理术和新的物理 效应效应,扩大检扩大检 测领域测领域(续续) 火星车火星车 2015/12/6 Sunday 47 2.应用新技术和新的物理效应用新技术和新的物理效应应,扩大检测领域扩大检测领域(续续) “惠更斯惠更斯”号号登陆土卫六时登陆土卫六时拍摄的照片拍摄的照片 土卫六表面土卫六表面 2015/12/6 Sunday 48 哈勃望哈勃望远镜拍远镜拍摄的星摄的星云照片云照片 2015/12/6 Sunday 49 哈勃望远镜拍摄的哈勃望远镜拍摄的马头座星云照片马头座星云照片 2015/12/6 Sunday 50 2.应用新技术和新的物理效应应用新技术和新的物理效应,扩扩 大检测领域大检测领域(续续) 毒品检查毒品检查 2015/12/6 Sunday 51 3 3. .发展集发展集 成化成化、功能化功能化 的传感器的传感器 利用压利用压电片调焦的电片调焦的拍照手机拍照手机 2015/12/6 Sunday 52 4 4. .采用计算机技术采用计算机技术,使检测技术智能化使检测技术智能化 面部面部 识别技术识别技术 2015/

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