第7章物位检测技术
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《自动检测与转换技术》第七章超声波传感器特点和应用
聚焦探头原理及外形
水浸聚焦探头
超声波探头中的压电陶瓷芯片
将数百伏的超声电脉冲加到压电晶片上，利用 逆压电效应，使晶片发射出持续时间很短的超声振 动波。当超声波经被测物反射回到压电晶片时，利 用压电效应，将机械振动波转换成同频率的交变电 荷和电压。
超声波探头不能直接在被测物表面摩擦， 必须在探头和被测物表面之间加入耦合剂
气泡
清洗物
波浪
超声换能器
第一节 超声波物理基础
频率高于20kHz的机械振动波称为超 声波。它的指向性很好，能量集中，因此 穿透本领大，能穿透几米厚的钢板，而能 量损失不大。在遇到两种介质的分界面 （例如钢板与空气的交界面）时，能产生 明显的反射和折射现象，超声波的频率越 高，其声场指向性就愈好。
超声波的波型分类
常用频率范围：0.5~10MHz， 常见晶片直径：5~30mm
接触式直探头 （纵波垂直入射 到被检介质）
保护膜
外壳用金属制 作，保护膜用硬度 很高的耐磨材料制 作，防止压电晶片 磨损。
接插件
接触式 直探头原理
超声脉冲电压
输入端
接地端
保护膜 被测物上表面
接触式斜探头（横波、瑞利波或兰姆波探头）
接插件 底部耐磨材料
空气超声探头
1—外壳 5—引脚
a） 超声发射器 b）超声接收器 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶片 6—阻抗匹配器 7—超声波束
空气超声探头（续）
空气超声探头外形
空气超声探头外形（续）
空气传导超声波电脉冲发生器
第三节 超声波传感器的应用
当超声发射器与接收器分别置于被测物两 侧时，这种类型称为透射型。透射型可用于遥 控器、防盗报警器、接近开关等。超声发射器 与接收器置于同侧的属于反射型，反射型可用 于接近开关、测距、测液位或物位、金属探伤 以及测厚等。
临床生物化学检验-第7章 临床酶学检验技术
1
酶活性的国际单位定义； 酶活性测定的连续监测法的概念、计算和分 类；酶活性测定的影响因素及最适条件的确定原则。
血清酶变化的病理机制；酶动力学参数的含义；电泳法和免疫抑制法 测定同工酶的原理。
酶蛋白质量测定的优点；定时法测定临床常用诊断酶的原理和评价； 同工酶的其他检测方法。
2
第一阶段（1908 ~ 1950） ：利用化学和有机化学的反应原理测定酶促反应生成量或底物消耗量定 时法测定AMY (1908年， Wohlgemuth)、 LPS、ALP、ACP等几种酶。
2. 国际酶学委员会将每种酶用4个数字加以系统编号： 数字前冠以EC ，数字之间用黑点 隔开。第一个数字表示酶的类别 ，第二个表示亚类 ，第三个表示亚-亚类 ，第四个表示 酶的编号序数：如EC1.1.1.27 LD (乳酸脱氢酶)。
3. 同工酶：催化相同化学反应， 但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的
心梗、肌病、颅脑损伤、肿瘤 心梗、肌病、肺梗死、肝病、肿瘤 肝胆疾病、骨病、妊娠、结肠炎、肿瘤
红细胞、前列腺、溶酶体 γ-GT1、 γ-GT2、 γ-GT3、γ-GT4
前列腺癌、血液病、骨肿瘤 肝癌、梗阻性黄疸
P-AMY(P1、P2、P3)、S-AMY(S1、 S2、 S3、S4) ALT、 mALT AST、 mAST
18
连续监测法（continuous monitoring assay）： 在多个时间点连续测定产物生成量或底物消耗量 ，选取线性期的速率来
计算酶活性 ，又称速率法。将酶与底物在特定条件 (缓冲液、温度等) 下孵育 ，每隔一定时间 (2s∼60s) 连续测定酶促反应过程中某一底物或产物的特征信 号的变化 ，从而计算出每分钟的信号变化速率 ，求 出酶活性浓度。 尤其适合在自动化分析仪上使用
酶活性的国际单位定义； 酶活性测定的连续监测法的概念、计算和分 类；酶活性测定的影响因素及最适条件的确定原则。
血清酶变化的病理机制；酶动力学参数的含义；电泳法和免疫抑制法 测定同工酶的原理。
酶蛋白质量测定的优点；定时法测定临床常用诊断酶的原理和评价； 同工酶的其他检测方法。
2
第一阶段（1908 ~ 1950） ：利用化学和有机化学的反应原理测定酶促反应生成量或底物消耗量定 时法测定AMY (1908年， Wohlgemuth)、 LPS、ALP、ACP等几种酶。
2. 国际酶学委员会将每种酶用4个数字加以系统编号： 数字前冠以EC ，数字之间用黑点 隔开。第一个数字表示酶的类别 ，第二个表示亚类 ，第三个表示亚-亚类 ，第四个表示 酶的编号序数：如EC1.1.1.27 LD (乳酸脱氢酶)。
3. 同工酶：催化相同化学反应， 但酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的
心梗、肌病、颅脑损伤、肿瘤 心梗、肌病、肺梗死、肝病、肿瘤 肝胆疾病、骨病、妊娠、结肠炎、肿瘤
红细胞、前列腺、溶酶体 γ-GT1、 γ-GT2、 γ-GT3、γ-GT4
前列腺癌、血液病、骨肿瘤 肝癌、梗阻性黄疸
P-AMY(P1、P2、P3)、S-AMY(S1、 S2、 S3、S4) ALT、 mALT AST、 mAST
18
连续监测法（continuous monitoring assay）： 在多个时间点连续测定产物生成量或底物消耗量 ，选取线性期的速率来
计算酶活性 ，又称速率法。将酶与底物在特定条件 (缓冲液、温度等) 下孵育 ，每隔一定时间 (2s∼60s) 连续测定酶促反应过程中某一底物或产物的特征信 号的变化 ，从而计算出每分钟的信号变化速率 ，求 出酶活性浓度。 尤其适合在自动化分析仪上使用
水文地质第七章 工程地质原位测试及勘察
动力触探试验DPT
一、动力触探试验原理：
动力触探（Dynamic Penetration Test 简称DPT）是利用一 定的落锤能量，将一定尺寸、一定形状的探头打入土中，根据 打入的难易程度（可用贯入度、锤击数或单位面积动贯入阻力 来表示）判定土层性质的一种原位测试方法。 可分为圆锥动力触探和标准贯入试验两种。
（四）、施工勘察 施工阶段勘察的目的和任务就是配合设计、施工单位进行勘 察，解决与施工有关的岩土工程问题，并提出相应的勘察资 料。当遇下列情况之一时，需进行施工勘察： 1）基坑或基槽开挖后，岩土条件与原勘察资料不符。 2）深基础施工设计及施工中需进行有关地基监测工作。 3）地基处理、加固需进行检验工作。 4）地基中溶洞或土洞较发育，需进一步查明及处理。 5）在工程施工中或使用期间，当边坡体、地下水等发生未 曾估计到的变化时，应进行检测，并对施工和环境的影响进 行分析评价。
4、可大大缩短Βιβλιοθήκη 基土层勘察周期。主要方法：
1、静力载荷试验 2、触探试验 3、圆锥动力触探 4、标准贯入试验 5、十字板剪切试验 6、扁铲侧胀试验 7、旁压试验 8、波速测试 9、现场大型直剪试验 10、块体基础振动试验
静力载荷试验CPT
一、基本原理与意义：
静力载荷试验就是在拟建建 筑场地上，在挖至设计的基础埋 置深度的平整坑底放置一定规格 的方形或圆形承压板，在其上逐 级施加荷载，测定相应荷载作用 下地基土的稳定沉降量，分析研 究地基土的强度与变形特性，求 得地基土容许承载力与变形模量 等力学数据。
二、动力触探试验目的： 利用动力触探试验可以解决如下问题： 1）划分不同性质的土层。当土层的力学性质有显著差异， 而在触探指标上有显著反映时，可利用动力触探进行分层 和定性地评价土的均匀性，检查填土质量，探查滑动带、 土洞和确定基岩面或碎石土层的埋藏深度等。 2）确定土的物理力学性质。确定砂土的密实度和黏性土 的状态，评价地基土和桩基承载力，估算土的强度和变形 参数等。
物位测量 振动式
物位测量振动式
振动式物位测量是一种非接触式的物位测量方法，其原理是利用振动探头发出振动信号，当探头与物料接触时，由于物料的阻尼作用，探头的振幅或频率会发生变化，这些变化会被转换成电信号，进而测量物位高度。
振动式物位开关的探头是一个振动体，一般采用压电器件实现探头振动的驱动和检测。
根据探头的不同形状和尺寸，振动式物位开关可以分为音叉料位开关、音叉液位开关和振棒料位开关等。
其中，音叉料位开关适用于测量粉末和细小颗粒的固体料位，而音叉液位开关则适用于测量液体料位。
振动式物位开关具有多种优势，如适宜测量超低密度介质的测量，可测介质密度范围宽，能适应超低密度介质测量；具有较强的适应性，特别适合湿度变化和介电常数不稳定的介质测量；抗挂料能力强，振动探头经过精密调谐，具有较大挂料和粘附冗余，能很好适应粘稠或易挂料介质的测量；产品可靠性高，采用高品质电子元器件，注重设计和工艺细节，严控生产流程和质量检测；能够用于高温工况的介质测量，耐高温设计，过程温度可达250℃，而超高温型的过程温度可达400℃；适合管道和狭小空间的物位测量，探头小，特别适合用于管道测量；具有较强的耐腐蚀性，振动探头采用316L材质，抗腐蚀能力强；取得防爆证书，通过气体、粉尘隔爆和本安双重防爆认证；具有丰富的自诊断功能，能准确定位故障信息。
总之，振动式物位测量是一种可靠、高效、适应性强的物位测量方法，被广泛应用于各种液体、粉末、颗粒固体的测量中。
海洋测绘-第7章 水深测量及水下地形测量-PPT精选文档
监控器
外部监 测和显 示系统
后处理 GPS 导航监控器
操作和检 测单元
实时数据处理工作站 数据存储
声速断面 Transceiver
数据存储 数据存储 和处理
绘图仪
罗经
声纳影像记录 姿态传感器 换能器 图2.1SimradEM950/1000多波束声纳系统组成单元 打印机
波束的发射、接收流程及其工作模式 多波束换能器基元的物理结构是压电陶瓷，其作 用在于实现声能和电能之间的相互转化。换能器也正 是利用这点实现波束的发射和接收。 多波束发射的不至一个波束，而是形成一个具有一定 扇面开角的多个波束，发射角由发射模式参数决定。
多波束波束的几何构成
波束在海底投射点位置的计算需要船位、潮位、船 姿、声速剖面、波束到达角和往返程时间等参数。计 算过程包括如下四个步骤： 姿态改正。 船体坐标系下波束投射点位置的计算。 波束投射点地理坐标的计算。 波束投射点高程的计算。
为便于波束投射点船体坐标的计算，现作如下假设： 换能器处于一个平均深度，静、动吃水仅对深度有 影响，而对平面坐标没有影响。 波束的往、返程声线重合。 对于高频发射系统，换能器航向变化影响可以忽略。
高分辨率测深侧扫声纳
高分辨率测深侧扫声纳简称为HRBSSS声纳 (High Resolution Bathymetric Sidescan Sonar)。 HRBSSS声纳分辨率高、体积小、重量轻、功耗低以 及声纳阵沿载体的长轴安装，特别适用于AUV、 HUV、ROV、拖体和船上，在离海底比较近的高度 上航行，获得高分辨率的地形地貌图。 声纳阵包括左舷和右舷两个声纳阵，自主开发的 声纳软件包括水上数字信号处理软件、水上服务器软 件、声纳驱动软件和水下主控软件，以及用于调试测 试的终端调试测试软件、终端调试测试软件和声纳仿 真软件。
物联网 第七章 定位技术
星信息
快速找到当前可用的 GPS卫星
计算 位置
MS-Based 方式
MS- Assisted 方式
25
7.3.1 室内定位技术概述 7.3.2 室内GPS定位技术 7.3.3 红外线室内定位技术 7.3.4 超声波定位技术 7.3.5 蓝牙室内定位技术 7.3.6 RFID室内定位技术 7.3.7 UWB室内定位技术 7.3.8 WIFI室内定位技术 7.3.9 ZigBee室内定位技术
7
GPS是（Global Positioning System）全球定位系统的简称，它是 上世纪70年代初美国出于军事目的开发的卫星导航定位系统，到1994年 ，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星已布置完成。
8
GPS全球定位系统由空间部分、地面控制部分与用户设备三部分组成
9
GPS全球定位系统 空间部分
27
室内定位技术要求
定位精度 稳健性 安全性 方向判断 标志识别 复杂度
28
当GPS接收机在室内时，信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很 低，要想达到室外一样直接从卫星中提取导航数据和时间信息是不可能的。为 得到较高的信号灵敏度PS技术采用大量的相关定位器并行地搜索可能的延 迟码，以助于实现快速定位。
第七章 定位技术
7.1 定位服务概述 7.2 定位服务的核心技术 7.3 室内定位技术 7.4 室内外综合定位技术
2
定位服务（LBS，Location Based Services）又称位置服务，是由 卫星定位与GIS结合，加上移动通信网络与相关技术的支持，获得移动 终端、用户或实体的实际位置，如其经纬度坐标、高程数据或对应的电 子地图上的标示点，实现各种与位置相关的各类服务。
地面控制系统 用户设备部分
快速找到当前可用的 GPS卫星
计算 位置
MS-Based 方式
MS- Assisted 方式
25
7.3.1 室内定位技术概述 7.3.2 室内GPS定位技术 7.3.3 红外线室内定位技术 7.3.4 超声波定位技术 7.3.5 蓝牙室内定位技术 7.3.6 RFID室内定位技术 7.3.7 UWB室内定位技术 7.3.8 WIFI室内定位技术 7.3.9 ZigBee室内定位技术
7
GPS是（Global Positioning System）全球定位系统的简称，它是 上世纪70年代初美国出于军事目的开发的卫星导航定位系统，到1994年 ，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星已布置完成。
8
GPS全球定位系统由空间部分、地面控制部分与用户设备三部分组成
9
GPS全球定位系统 空间部分
27
室内定位技术要求
定位精度 稳健性 安全性 方向判断 标志识别 复杂度
28
当GPS接收机在室内时，信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很 低，要想达到室外一样直接从卫星中提取导航数据和时间信息是不可能的。为 得到较高的信号灵敏度PS技术采用大量的相关定位器并行地搜索可能的延 迟码，以助于实现快速定位。
第七章 定位技术
7.1 定位服务概述 7.2 定位服务的核心技术 7.3 室内定位技术 7.4 室内外综合定位技术
2
定位服务（LBS，Location Based Services）又称位置服务，是由 卫星定位与GIS结合，加上移动通信网络与相关技术的支持，获得移动 终端、用户或实体的实际位置，如其经纬度坐标、高程数据或对应的电 子地图上的标示点，实现各种与位置相关的各类服务。
地面控制系统 用户设备部分
第7章 生物特征识别概述
生物特征
2
生物识别与传统识别方式
持有物 (“something I have”)
广泛性 •Keys 唯一性 •Passport 安全性 •Smart Card 可采集 易接受
知识 (“something I know”)
•Password •PIN 广泛性 唯一性 安全性 可采集 易接受
每个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、 细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹的特 征的结构； 虹膜具有随机的细节特征和纹理图像，人在出生半 年至一年内虹膜发育完全，此后终身不变；
虹膜识别技术是错误率最低的一种生物特征识 别技术。
13
（1）虹膜识别
14
（1）虹膜识别
虹膜识别的特性 惟一性高。由信息组合的复杂性决定。同卵双胞胎的 虹膜纹理信息不同，同一个人左右眼的虹膜纹理也不 同。 稳定性高。虹膜纹理在胎儿7个月时已形成，出生618个月后终身不变，不随年龄、职业、生活方式的变 化而变化，不被污染，不会磨损，不因疾病改变纹理 结构。 抗欺骗性强。不能人工仿造或手术仿造他人虹膜组织， 使用克隆技术也不能复制。虹膜不留印迹，不会因痕 迹残留导致他人非法获取特征信号。 可采集性强。虹膜具有可见外形，可从一定的距离处 采集信号，不需用户接触设备，可在无光照情况下进 行采集。 15
11
7.3 生物特征识别技术比较
常用的生物特征识别技术
虹膜识别 人脸识别 人耳识别 指纹识别 掌纹识别 手形识别 静脉识别
12
（1）虹膜识别
虹膜识别技术：是基于在自然光或红外光照射 下，对虹膜上可见的外在特征进行计算机识别 的一种生物识别技术。 虹膜：环绕着瞳孔的一层有色的细胞组织；
第7章胡向东传感器与检测技术PPT
变磁通式磁电传感器
43
2
1
NS
(a)
31
A 6
A
7
5
5
6
(b)
(a) 开磁路； (b) 闭磁路
图（a）为开磁路变磁通式：线圈、磁铁静止不动， 测量 齿轮安装在被测旋转体上，随被测体一起转动。每转动一个齿， 齿的凹凸引起磁路磁阻变化一次，磁通也就变化一次， 线圈中 产生感应电势，其变化频率等于被测转速与测量齿轮上齿数的 乘积。这种传感器结构简单，但输出信号较小，且因高速轴上 加装齿轮较危险而不宜测量高转速的场合。
7.1.2
当测量电路接入磁电传感器电路时，磁电传感器的输出电
流Io为
I0
=
E R Rf
NBLv
=
R Rf
式中： Rf——测量电路输入电阻； R——线圈等效电阻。
I0
传E
感
器R
指示器
Rf
传感器的电流灵敏度为
SI
I0 v
NBL R Rf
而传感器的输出电压和电压灵敏度分别为
U0
I0Rf
NBLvRf R Rf
R3
R4
Rw
R3
R4
Rw
d
d
d
d
b
b
（a）不对称补偿
b
b
（b）对称补偿
寄生直流电动势的补偿
元件在制作安装时，尽量做到使电极欧姆接 触，并做到均匀散热。
欧姆接触：金属与半导体的接触，其接触面 的电阻值远小于半导体本身的电阻。
霍尔元件的温度误差及其补偿
Ip
IH
Rp
I
UH
KH KH 0 (1 T )
7.1.1工作原理
第七章 生物反应器的检测及控制
类似地，搅拌功率也与上述的搅拌转速相关连的因素有密切 关系，同时是机械搅拌通气发酵罐的比拟放大基准。因而直 接测定或计算求出搅拌功率也十分重要。
9.冷却介质流量与温度
生物发酵过程均有生物合成热产生，对机械搅拌发酵罐 还有搅拌热，为保持反应器系统的温度在工艺规定的范 围内，必须用水等冷却介质通过热交换器把发酵热带走。 要维持工艺要求的发酵温度，对应不同的发酵时期有不 同的发酵热以及冷却介质的温度，需相应改变其流量。 故必须测定冷却介质的进出口温度与流量，据此也可间 接推定发酵罐中的生物反应是否正常进行。
生物细胞本身的状态； (5)反应系统中需控制的主要参变量是什么?这些需控制
的参变量与生物反应效能如何相关对应?
第一节 生化过程主要检测的参变量
在发酵工厂中，生物反应有关的过程可分成培养基灭菌、 生物反应以及产物分离纯化过程。对生物反应器系统， 为了掌握其中生化反应的状态参数及操作特性以便 进行控制，需检测系 列的参数，如表7-1 所示。
对一定的发酵反应器，搅拌转速对发酵液的混合状态、溶氧 速率、物质传递等有重要影响，同时影响生物细胞的生长、 产物的生成、搅拌功率消耗等。对某一确定的发酵反应器， 当通气量一定时，搅拌转速升高，其溶氧速率增大，消耗的 搅拌功率也越大。在完全湍流的条件下，搅拌功率与搅拌转 速的三次方成正比，即，其中N为搅拌转速。此外，某些生 物细胞如动植物细胞、丝状菌等，对搅拌剪切敏感，故搅拌 转速和搅拌叶尖线速度有其临界上限范围。故此，测量和控 制搅拌转速具有重要意义。
4.泡沫高度 液体生物发酵，不管是通气还是厌气发酵均有不同程度
的泡沫产生。发酵液泡沫产生的原因是多方面的，最主 要的是培养基中所固有的或是发酵过程中生成的蛋白质、 菌体、糖浆以及其他稳定泡沫的表面活性物质，加上通 气发酵过程大量的空气泡以及厌气发酵过程中生成的 CO2气泡，都会导致生物发酵液面上生成不同程度的泡 沫层。如控制不好，就会大大降低发酵反应器的有效反 应空间，即装料系数低，增加感染杂菌的机会，严重时 泡沫会从排气口溢出而造成跑料，这导致产物收率下降。 不同的生物反应其泡沫产生情况变化很大，有些生物发 酵过程的泡沫不易控制。
9.冷却介质流量与温度
生物发酵过程均有生物合成热产生，对机械搅拌发酵罐 还有搅拌热，为保持反应器系统的温度在工艺规定的范 围内，必须用水等冷却介质通过热交换器把发酵热带走。 要维持工艺要求的发酵温度，对应不同的发酵时期有不 同的发酵热以及冷却介质的温度，需相应改变其流量。 故必须测定冷却介质的进出口温度与流量，据此也可间 接推定发酵罐中的生物反应是否正常进行。
生物细胞本身的状态； (5)反应系统中需控制的主要参变量是什么?这些需控制
的参变量与生物反应效能如何相关对应?
第一节 生化过程主要检测的参变量
在发酵工厂中，生物反应有关的过程可分成培养基灭菌、 生物反应以及产物分离纯化过程。对生物反应器系统， 为了掌握其中生化反应的状态参数及操作特性以便 进行控制，需检测系 列的参数，如表7-1 所示。
对一定的发酵反应器，搅拌转速对发酵液的混合状态、溶氧 速率、物质传递等有重要影响，同时影响生物细胞的生长、 产物的生成、搅拌功率消耗等。对某一确定的发酵反应器， 当通气量一定时，搅拌转速升高，其溶氧速率增大，消耗的 搅拌功率也越大。在完全湍流的条件下，搅拌功率与搅拌转 速的三次方成正比，即，其中N为搅拌转速。此外，某些生 物细胞如动植物细胞、丝状菌等，对搅拌剪切敏感，故搅拌 转速和搅拌叶尖线速度有其临界上限范围。故此，测量和控 制搅拌转速具有重要意义。
4.泡沫高度 液体生物发酵，不管是通气还是厌气发酵均有不同程度
的泡沫产生。发酵液泡沫产生的原因是多方面的，最主 要的是培养基中所固有的或是发酵过程中生成的蛋白质、 菌体、糖浆以及其他稳定泡沫的表面活性物质，加上通 气发酵过程大量的空气泡以及厌气发酵过程中生成的 CO2气泡，都会导致生物发酵液面上生成不同程度的泡 沫层。如控制不好，就会大大降低发酵反应器的有效反 应空间，即装料系数低，增加感染杂菌的机会，严重时 泡沫会从排气口溢出而造成跑料，这导致产物收率下降。 不同的生物反应其泡沫产生情况变化很大，有些生物发 酵过程的泡沫不易控制。
第七章 液位测量
K X H A
•
变浮力物位检测方法实质上就是将液位转 换成敏感元件浮筒的位移变化。可应用信号变 换技术进一步将位移转换成电信号，配上显示 仪表在现场或控制室进行液位指示和控制。图 7-12是在浮筒的连杆上安装一铁芯，可随浮筒 一起上下移动，通过差动变压器使输出电压与 位移成正比关系，从而检测液位。
P PB PA Hg
PA
PB
H
图7-1 静压式液位计原理
当容器为敞口时，则P0为大气压，上式变为：
p P P0 Hg
二、压力表测量液位计
当压力仪表与取压点(零液位)不在同一水平位置 时，应对其位置高度差而引起的固定压力进行修正。
图7-2 压力式液位计 (a)压力表测液位；(b)法兰式压力变送器测液位
浮子漂浮在液面上, 其平衡关系为
W1 F W2
图7-9 浮子式液位计测量原理 1-浮子；2-绳索；3-重锤；4-刻度尺
• 当液位上升时，浮子所受浮力F增加，则W1－ F<W2，使原有平衡关系被破坏，浮子向上移动。 但浮子向上移动的同时，浮力F减小，W1－F又 增加，直到W1－F又重新等于W2时，浮子 将停留 在新的液位上。 • 图7-9所示的浮子式液位计只能用于敞口容器。 在密闭容器中的应用如图 7-10 所示。在密闭容 器中设置一个测量液位的通道，通道的外侧装 有导轮 1 、浮子 2 、磁铁 3 ；通道内侧装有铁芯 4 。 当浮子随液位上下移动时，铁芯被磁体吸引而 同步移动，通过绳索带动指针指示液位的变化。
• 当被测液位H=0时介质是空气，电容器的电容量为
2 0 L C0 ln(D / d )
• 当液位为H时上下介质分别是空气和液体，电容C为 2 H 2 0 ( L H )
07_地籍测量(第七章_界址点测量)
测
量 学
Cadastral Surveying
４、直角坐标法
也叫截距法、直线支距法、 支距法。 通常以一导线或其他控制 线作为轴线，测出某界址 点在轴线上的投影位置， 量测出投影位置至轴线一 端的位置。
s s AP
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
Copyright © 2010, Henan Polytechnic University
采集器
19
地 籍
测
量 学
Cadastral Surveying
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
Copyright © 2010, Henan Polytechnic University
20
地 籍
测
量 学
Cadastral Surveying
§7.2 界址点测量的外业实斲
一、准备工作 二、野外界址点测量的实斲 三、野外观测成果的内业整理 四、界址点误差的检验
地 籍
测
量 学
Cadastral Surveying
第七章 界址点测量
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
Copyright © 2010, Henan Polytechnic University
地 籍
测
量 学
Cadastral Surveying
§7
界址测量
§7.1 界址点的测量斱法 §7.2 界址点测量的外业实斲 §7.3 用高精度摄影测量斱法加密界
方法与解析法一样，但数据来源不同
河南理工大学 测绘与国土信息工程学院
Copyright © 2010, Henan Polytechnic University
教学课件 石油化工自动化及仪表(第2版)
本篇共分三章。第1章介绍石油化工自动化的意义及 主要内容，自动控制系统的基本组成，自动控制系统的 图形表示和自动控制系统的分类等内容。第2章介绍自动 控制系统的性能指标及要求。第3章介绍被控对象特性与
数学模型。
第1章 绪论
1.1 石油化工自动化的意义及主要内容 1.2 自动控制系统的基本组成 1.3 自动控制系统的图形表示 1.4 自动控制系统的分类
通过本课程的学习，应能了解石油化工自动化的基本 知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作 用；能根据工艺要求，与自控设计人员共同讨论和提出合 理的自动控制方案；能在工艺设计或技术改造中，与自控 设计人员密切合作，综合考虑工艺与控制两个方面，并为 自控设计人员提供正确的工艺条件与数据；能了解化工对 象的基本特性及其对控制过程的影响；能了解基本控制规 律及其控制器参数与被控过程的控制质量之间的关系；能 了解主要工艺参数（温度、压力、流量、物位及组分）的
基本测量方法和仪表的工作原理及其特点；
在生产控制、管理和调度中，能正确地选用和使用常见 的测量仪表和控制装置，使它们充分发挥作用；能在 生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及 控制器的参数整定；能在自动控制系统运行过程中， 发现和分析出现的一些问题和现象，提出正确的解决 办法。
石油化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科。 对于熟悉石油化学工程的工艺及设备人员，如能再学 习和掌握一些检测技术和控制系统方面的知识，必能 在推进中国的石油化工自动化事业中，起到事半功倍 的作用。
1.1.2 非自动化专业人员学习自动化知识的意义
由于现代自动化技术的发展，在石油化工行业，生产 工艺、设备、控制与管理已逐渐成为一个有机的整体， 因此，一方面，从事石油化工过程控制的技术人员必须 深入了解和熟悉生产工艺与设备；另一方面，非自动化 专业技术人员必须具有相应的自动控制的知识。现在， 越来越多的非自动化专业技术人员认识到，学习自动化 及仪表方面的知识，对于管理与开发现代化石油化工生 产过程是十分重要而且必要的。
数学模型。
第1章 绪论
1.1 石油化工自动化的意义及主要内容 1.2 自动控制系统的基本组成 1.3 自动控制系统的图形表示 1.4 自动控制系统的分类
通过本课程的学习，应能了解石油化工自动化的基本 知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作 用；能根据工艺要求，与自控设计人员共同讨论和提出合 理的自动控制方案；能在工艺设计或技术改造中，与自控 设计人员密切合作，综合考虑工艺与控制两个方面，并为 自控设计人员提供正确的工艺条件与数据；能了解化工对 象的基本特性及其对控制过程的影响；能了解基本控制规 律及其控制器参数与被控过程的控制质量之间的关系；能 了解主要工艺参数（温度、压力、流量、物位及组分）的
基本测量方法和仪表的工作原理及其特点；
在生产控制、管理和调度中，能正确地选用和使用常见 的测量仪表和控制装置，使它们充分发挥作用；能在 生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及 控制器的参数整定；能在自动控制系统运行过程中， 发现和分析出现的一些问题和现象，提出正确的解决 办法。
石油化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科。 对于熟悉石油化学工程的工艺及设备人员，如能再学 习和掌握一些检测技术和控制系统方面的知识，必能 在推进中国的石油化工自动化事业中，起到事半功倍 的作用。
1.1.2 非自动化专业人员学习自动化知识的意义
由于现代自动化技术的发展，在石油化工行业，生产 工艺、设备、控制与管理已逐渐成为一个有机的整体， 因此，一方面，从事石油化工过程控制的技术人员必须 深入了解和熟悉生产工艺与设备；另一方面，非自动化 专业技术人员必须具有相应的自动控制的知识。现在， 越来越多的非自动化专业技术人员认识到，学习自动化 及仪表方面的知识，对于管理与开发现代化石油化工生 产过程是十分重要而且必要的。
地籍测量第七章界址点测量
01
。
02
界址点中误差计算公式：
7.4 勘界测绘
一、勘界测绘，即行政勘界的概念 二、勘界测绘的内容 1、埋设和测定界桩 2、标绘边界线 3、签定边界协议书 三、技术问题 1、地形图补调精度要求 2、界桩点坐标测定要求 3、界桩方位物测定要求
边界协议书附图的绘制
单击此处添加小标题
1
单击此处添加小标题
街坊内部隐蔽界址点确需用支导线法测定时, 必须往返测距离取中数, 其总长不超过100m , 图根点至界址点不超过3条边, 特别困难时, 支导线边长不超过150m , 边数放宽至5条。在图根或图根以上控制点, 支一站可用作一类界址点的测定, 支两站只可用作二类界址点的测定。
边界线走向和界桩位置说明（两界桩为一自然段）
2. 界址点施测的要求
当界址点多于6 个时或每测15～ 20 个界址点, 应以定向点检查仪器是否扭动。
水平角借助于精度不低J 6 级经纬仪方向观测法一测回, 定向边应长于测定边, 多于3 个方向时应归零, 归零差应小于24″, 对中误差不大于3 mm。
01
04
02
03
用经鉴定过的钢尺量距短于一尺段时,两次丈量不大于1 cm , 当距离超过一尺段时, 两次丈量不大于2 cm。
界址点施测的要求
7.3 界址点测量的外业实施
一、准备工作
资料准备 ２、野外踏勘 资料整理 ４、误差表准备 界址点位的资料准备 在土地权属调查时所填写的地籍调查表中详细地说明了界址点实地位置的情况，并丈量了大量的界址边长，草编了宗地号，详细绘有宗地草图。这些资料都是进行界址点测量所必需的。
用测距仪测距时, 两次读数, 一次记录,两次读数较差不超过2 cm; 当使用全站仪测定墙面、房角上的界址点时, 要仔细的对中反光镜, 限制反光镜旋转角在25°～ 30°之间。使用测距仪或全站仪测量距离, 均应加入反光镜安置中心到界址点间的距离的改正。
第7讲 第七章 无损检测新技术
第七章
无损检测新技术
3．声发射探伤特点 ． 声发射探伤与常规无损探伤方法相比具有以下特 点： (1)声发射探伤仪显示和记录那些在力的作用下扩 声发射探伤仪显示和记录那些在力的作用下扩 展的危险缺陷。 展的危险缺陷。 (2)声发射探伤对扩展中的缺陷有很高的灵敏度， 声发射探伤对扩展中的缺陷有很高的灵敏度， 声发射探伤对扩展中的缺陷有很高的灵敏度 可以探测到零点几微米数量级的裂纹增量。 可以探测到零点几微米数量级的裂纹增量。 (3)声发射探伤过程对工件表面状态和加工质量要 声发射探伤过程对工件表面状态和加工质量要 求不高。 求不高。 (4)缺陷尺寸及在焊缝中的位置和走向不影响声发 缺陷尺寸及在焊缝中的位置和走向不影响声发 射探伤结果。 射探伤结果。 (5)声发射探伤与射线照相法和超声波探伤相比， 声发射探伤与射线照相法和超声波探伤相比， 声发射探伤与射线照相法和超声波探伤相比 受材料的限制比较小。 受材料的限制比较小。
第七章
无损检测新技术
本章重点： 本章重点： 1、声发射探伤特点； 、声发射探伤特点； 2、声发射探伤设备的基本要求； 、声发射探伤设备的基本要求； 3、声发射源分类； 、声发射源分类； 4、红外探伤原理及红外探伤仪分类； 、红外探伤原理及红外探伤仪分类； 5、激光全息探伤原理； 、激光全息探伤原理； 6、中子射线与物质作用特点。 、中子射线与物质作用特点。
第七章
无损检测新技术
二、红外线探伤技术 红外线探伤是建立在传热学理论上的一种无损探伤方 在探伤时，可将一恒定热流注入工件， 法 。 在探伤时 ， 可将一恒定热流注入工件 ， 如果工件内存 在有缺陷，由于缺陷区与无缺陷区的热扩散系数不同， 在有缺陷 ， 由于缺陷区与无缺陷区的热扩散系数不同 ， 那 么在工件表面的温度分布就会有差异， 么在工件表面的温度分布就会有差异 ， 内部有缺陷与无缺 陷区所对应的表面温度就不同， 由此所发出的红外光波 陷区所对应的表面温度就不同 ， 热辐射）也就不同。 （ 热辐射 ） 也就不同 。 利用红外探测器可以响应红外光波 热辐射） 并转换成相应大小电信号的功能。 （ 热辐射 ） ， 并转换成相应大小电信号的功能 。 逐点扫描 工件表面就可以得知工件表面温度分布状态， 工件表面就可以得知工件表面温度分布状态 ， 从而找出工 件表面温度异常区域，确定工件内部缺陷的部位。 件表面温度异常区域，确定工件内部缺陷的部位。 （一）红外线探伤仪 1．红外线探伤仪工作原理 ． 典型的红外线探伤仪工作原理如图所示。 典型的红外线探伤仪工作原理如图所示。
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P1、P2——引入变送器正压室和负压室的压力(Pa)； H ——液位高度(m)； h1、h2——容器底面和工作液面距变送器高度(m)。
第7章物位检测技术
7.1.1力学法检测液位
2.浮力法检测液位
浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮 子一类的悬浮物，浮子做成空心刚体，使它在 平衡时能够浮于液面。当液位高度发生变化时， 浮子就会跟随液面上下移动。因此测出浮子的 位移就可知液位变化量。
4
当液位变化 H 时，浮子浸入深度 h 应保持不变才 能使测量准确，但由于摩擦等因素，浮子不会马上跟随动
作，它的浸入深度的变化量为 H ，所受浮力变化量 FgD2 H
4
克服了摩擦力 f r 后浮子才会开始动作，这就是仪表
不灵敏区的产生原因。✓可见：灵敏度与浮子直径有关，适当
HH 4
fr F gD2
增大浮子直径，会使相同摩擦 情况下浮子的浸入深度变化量 减小，灵敏度提高，从而提高
第7章物位检测技术
电学法检测液位
（1）电阻式液位计
电阻式液位计既可进行定点液位控制，也可进行连续测量。 定点控制是指液位上升或下降到一定位置时引起电路的接通 或断开，引发报警器报警。电阻式液位计的原理是基于液位 变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反映液位情况。
图7-6为用于 连续测量的 电阻式液位 计原理图
第7章物位检测测技量术 精度
浮力法检测液位
（2）浮筒式液位计
浮筒式液位计属于变 浮力液位计，当被测 液面位置变化时，浮 筒浸没体积变化，所 受浮力也变化，通过 测量浮力变化确定出 液位的变化量。
图7-5为浮筒式液位计原理图
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
图7-5所示的液位计是用弹簧平衡浮力，用差动变压器测量浮筒 位移，平衡时压缩弹簧的弹力与浮筒浮力及重力G平衡。即
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法 7.2 料位检测方法 7.3 相界面的检测 7.4 物位仪表分类与选用
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法
液位检测总体上可分为直接检测和间接检 测两种方法，由于测量状况及条件复杂多 样，因而往往采用间接测量，即将液位信 号转化为其它相关信号进行测量，如压力 法、浮力法、电学法、热学法等。
浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式、 浮筒式等等；按机构不同可分为钢带式、杠杆 式等。
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
（1）钢带浮子式液位计 图7-4为直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计， 一般只能就地显示。
第7章物位检测技术
钢带浮子式液位计的测量误差
平衡时，浮子重量与钢带拉力之差W与浮力相平衡： W gD2 h
第7章物位检测技术
电阻式液位计 整个传感器电阻为 R 2 A H h 2 A H 2 A h K 1 K 2 h
该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均为常数， 电阻大小与液位高度成正比。电阻的测量可用图中的电桥 电路完成。
✓特点 结构和线路简单，测量准确，通过在与测量臂相邻的桥
Байду номын сангаас臂中串接温度补偿电阻可以消除温度变化对测量的影响。
✓缺点 如极棒表面生锈、极化等，另外，介质腐蚀性将会影响
电阻棒的电阻大小，这些都会使测量精度受到影响。
第7章物位检测技术
压力法检测液位
常用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计如图7-2
第7章物位检测技术
压力法检测液位
对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种液位计外，还 可用差压法进行测量，它可在测量过程中需消除液面上部气压 及气压波动对示值的影响，差压式液位计测量原理如图7-3
第7章物位检测技术
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法
7.1.1 力学法检测液位 7.1.2 电学法和电磁法检测液 位 7.1.3 热学法检测液位
7.1.4 声学与光学法检测液位 7.1.5 核辐射法检测液位
第7章物位检测技术
7.1.1力学法检测液位
1. 压力法检测液位
（1）直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通 器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过 标尺读出液位高度，如图7-1所示的玻璃管液位计。
第七章 物位检测技术
第7章物位检测技术
概述
物位检测包括液位、料位和相界面位置的 检测。它一般是以容器口为起点，测量物 料相对起点的位置。液位指液体表面位置， 液面一般是水平的，但在有些情况下可能 有沸腾或起泡。料位指容器中固体粉料或 颗粒的堆积高度的表面位置，一般固体物 料在自然堆积时料面是不平的。相界面指 同一容器中互不相溶的两种物质在静止或 扰动不大时的分界面，包括液—液相界面、 液—固相界面等，相界面检测的难点在于 界面分界不明显或存在混浊段。
kxgA HG
当液位发生变化时有 k x x g H A H x G
两式相减得
✓表明：
H1kgAx
液位高度变化与弹簧变形量成正比。弹簧变形量可用 多种方法测量，既可就地指示，也可用变换器(如差 动变压器)变换成电信号进行远传控制。
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
钢带浮子式液 位计实物图
第7章物位检测技术
压力法检测液位
（2）压力法检测液位 压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。 由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成 正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出 液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体 静压力P之间有如下关系：
H P
g 式中， ——被测液体的密度( kg / m3 )。
浮筒式液位计实物图
第7章物位检测技术
7.1.2 电学法和电磁法检测液位
1．电学法检测液位
电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式 和电容式。用电学法测量无摩擦件和可动部件， 信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且 输出可转换为统一的电信号，与电动单元组合仪 表配合使甩，可方便地实现液位的自动检测和自 动控制。
差压式液位计原理
一般在低压管中充满隔离液体。若隔离液体密度
为 2 ，被测液体密度为 1 ，一般都使 1 2 ，由
图7-3得压力平衡方程：
P 11 g H h 1 P
P22g2hP
则 P P 1 P 2 1 g H 1 g 1 h 2 g 2 h 1 g Z H 0
第7章物位检测技术
7.1.1力学法检测液位
2.浮力法检测液位
浮力法测液位是依据力平衡原理，通常借助浮 子一类的悬浮物，浮子做成空心刚体，使它在 平衡时能够浮于液面。当液位高度发生变化时， 浮子就会跟随液面上下移动。因此测出浮子的 位移就可知液位变化量。
4
当液位变化 H 时，浮子浸入深度 h 应保持不变才 能使测量准确，但由于摩擦等因素，浮子不会马上跟随动
作，它的浸入深度的变化量为 H ，所受浮力变化量 FgD2 H
4
克服了摩擦力 f r 后浮子才会开始动作，这就是仪表
不灵敏区的产生原因。✓可见：灵敏度与浮子直径有关，适当
HH 4
fr F gD2
增大浮子直径，会使相同摩擦 情况下浮子的浸入深度变化量 减小，灵敏度提高，从而提高
第7章物位检测技术
电学法检测液位
（1）电阻式液位计
电阻式液位计既可进行定点液位控制，也可进行连续测量。 定点控制是指液位上升或下降到一定位置时引起电路的接通 或断开，引发报警器报警。电阻式液位计的原理是基于液位 变化引起电极间电阻变化，由电阻变化反映液位情况。
图7-6为用于 连续测量的 电阻式液位 计原理图
第7章物位检测测技量术 精度
浮力法检测液位
（2）浮筒式液位计
浮筒式液位计属于变 浮力液位计，当被测 液面位置变化时，浮 筒浸没体积变化，所 受浮力也变化，通过 测量浮力变化确定出 液位的变化量。
图7-5为浮筒式液位计原理图
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
图7-5所示的液位计是用弹簧平衡浮力，用差动变压器测量浮筒 位移，平衡时压缩弹簧的弹力与浮筒浮力及重力G平衡。即
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法 7.2 料位检测方法 7.3 相界面的检测 7.4 物位仪表分类与选用
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法
液位检测总体上可分为直接检测和间接检 测两种方法，由于测量状况及条件复杂多 样，因而往往采用间接测量，即将液位信 号转化为其它相关信号进行测量，如压力 法、浮力法、电学法、热学法等。
浮子式液位计按浮子形状不同，可分为浮子式、 浮筒式等等；按机构不同可分为钢带式、杠杆 式等。
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
（1）钢带浮子式液位计 图7-4为直读式钢带浮子式液位计，这是一种最简单的液位计， 一般只能就地显示。
第7章物位检测技术
钢带浮子式液位计的测量误差
平衡时，浮子重量与钢带拉力之差W与浮力相平衡： W gD2 h
第7章物位检测技术
电阻式液位计 整个传感器电阻为 R 2 A H h 2 A H 2 A h K 1 K 2 h
该传感器的材料、结构与尺寸确定后，K1、K2均为常数， 电阻大小与液位高度成正比。电阻的测量可用图中的电桥 电路完成。
✓特点 结构和线路简单，测量准确，通过在与测量臂相邻的桥
Байду номын сангаас臂中串接温度补偿电阻可以消除温度变化对测量的影响。
✓缺点 如极棒表面生锈、极化等，另外，介质腐蚀性将会影响
电阻棒的电阻大小，这些都会使测量精度受到影响。
第7章物位检测技术
压力法检测液位
常用于测量开口容器液位高度的三种压力式液位计如图7-2
第7章物位检测技术
压力法检测液位
对于密闭容器中的液位测量，除可应用上述三种液位计外，还 可用差压法进行测量，它可在测量过程中需消除液面上部气压 及气压波动对示值的影响，差压式液位计测量原理如图7-3
第7章物位检测技术
第7章物位检测技术
7.1 液位检测方法
7.1.1 力学法检测液位 7.1.2 电学法和电磁法检测液 位 7.1.3 热学法检测液位
7.1.4 声学与光学法检测液位 7.1.5 核辐射法检测液位
第7章物位检测技术
7.1.1力学法检测液位
1. 压力法检测液位
（1）直接测量法 直接测量是一种最为简单、直观的测量方法，它是利用连通 器的原理，将容器中的液体引入带有标尺的观察管中，通过 标尺读出液位高度，如图7-1所示的玻璃管液位计。
第七章 物位检测技术
第7章物位检测技术
概述
物位检测包括液位、料位和相界面位置的 检测。它一般是以容器口为起点，测量物 料相对起点的位置。液位指液体表面位置， 液面一般是水平的，但在有些情况下可能 有沸腾或起泡。料位指容器中固体粉料或 颗粒的堆积高度的表面位置，一般固体物 料在自然堆积时料面是不平的。相界面指 同一容器中互不相溶的两种物质在静止或 扰动不大时的分界面，包括液—液相界面、 液—固相界面等，相界面检测的难点在于 界面分界不明显或存在混浊段。
kxgA HG
当液位发生变化时有 k x x g H A H x G
两式相减得
✓表明：
H1kgAx
液位高度变化与弹簧变形量成正比。弹簧变形量可用 多种方法测量，既可就地指示，也可用变换器(如差 动变压器)变换成电信号进行远传控制。
第7章物位检测技术
浮力法检测液位
钢带浮子式液 位计实物图
第7章物位检测技术
压力法检测液位
（2）压力法检测液位 压力法依据液体重量所产生的压力进行测量。 由于液体对容器底面产生的静压力与液位高度成 正比，因此通过测容器中液体的压力即可测算出 液位高度。 对常压开口容器，液位高度H与液体 静压力P之间有如下关系：
H P
g 式中， ——被测液体的密度( kg / m3 )。
浮筒式液位计实物图
第7章物位检测技术
7.1.2 电学法和电磁法检测液位
1．电学法检测液位
电学法按工作原理不同又可分为电阻式、电感式 和电容式。用电学法测量无摩擦件和可动部件， 信号转换、传送方便，便于远传，工作可靠，且 输出可转换为统一的电信号，与电动单元组合仪 表配合使甩，可方便地实现液位的自动检测和自 动控制。
差压式液位计原理
一般在低压管中充满隔离液体。若隔离液体密度
为 2 ，被测液体密度为 1 ，一般都使 1 2 ，由
图7-3得压力平衡方程：
P 11 g H h 1 P
P22g2hP
则 P P 1 P 2 1 g H 1 g 1 h 2 g 2 h 1 g Z H 0