检测技术及应用

绪论
3、产品质量测量
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时， 必须对其性能质量进行测量和出厂检验。
图示为汽车出厂检验原理框图，测量
参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油 压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的 检测，工程师可以了解产品质量。
汽车扭距测量 机床加工精度测量
绪论
风机性能自动测试系统
• 检测工作的任务： 解决如何获取有关研究对象的状态，运动和
特性等方面的信息的问题。
您在发烧， 请……
• 检测技术的研究内容：
检测技术是实验科学的一 部分，主要研究各种物理量 和几何量的测量原理和测量 信号的分析处理方法。
检测技术是进行各种科学实验研究和生产过程参 数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。
绪论
c) 生产加工过程监测
切削力传感器，加 工噪声传感器，超 声波测距传感器、 红外接近开关传感 器等。
密歇根大学数字化工厂
绪论
2、流程工业设备运行状态监控
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上 设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在 线监测系统。
石化企业输 油管道、储 油罐等压力 容器的破损 和泄露检测。
绪论
信号处理环节
• 信号处理环节对来自 信号调理环节的信号 进行各种运算、滤波 和分析
四种滤波器的幅频特性
绪论
显示记录环节
• 信号显示、记录环节是 将来自信号处理环节的 信号以观察者易于观察 的形式来显示或存贮测 试的结果。
光线示波器
绪论
反馈、控制环节
• 反馈控制环节主要应用于闭环控制系统中的检测 系统。
转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉 传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅 觉传感器。
绪论
b) AGV自动送货车
Automated Guided Vehicles
香港理工AGV模型
超声波测距传感器：判断建筑物内人和物所在位置；红 外线色彩传感器：运动轨迹和AGV小车位置识别；条形 码传感器：货品识别。
机床轴承故障监测系统
报警信息
执行装置
控制信息
绪论
检测技术的工程应用
工程技术领域
工程研究 产品开发 生产监督 质量控制 性能试验
绪论
1、工业自动化中的应用
在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作 用，是其重要组成部分。
a)机械手、机器人中的传感器
密歇根大学的机械手装配模型
广州中鸣数码的机器狗
用PC机＋仪器板卡 →代替传统仪器
优
用计算机软件 → 代替硬件分析电路
点
我们的工作
绪论
思考题：
1. 列出你身边的检测技术应用的例子。
绪论
传感器
传感器是感受被 测量并将其转换成可 用信号输出，这种输 出量通常是电信号。
绪论
调理环节
• 信号的调理环节是把来 自传感器的信号转换成 更适合于进一步传输和 处理的形式。这种信号 的转换，多数是电信号 之间的转换。如幅值放 大，将阻抗的变化转换 成电压的变化或频率的 变化等等。
基本放大器 信号的调制与解调
检测系统是指由相关的器件、仪器和测试装置有机组合 而成的具有获取某种信息之功能的整体。如下图所示。
Fra Baidu bibliotek
被测对象
传感器
信号 调理
反馈、控制
信号 处理
数据显示 与记录
为了准确的获得被测对象的信息，要求测试系统中的每 一个环节的输出量与输入量之间必须具有一一对应关系。 而且，其输出的变化能够准确地反映出其输入的变化，即 实现不失真的检测。
声位笔:超声波传感器
麦克风:电容传声器
声卡:A/D卡 + D/A卡 软驱:速度,位置伺服
绪论
检测技术的发展趋势
1、传感器方面
a)利用新发现的材料和新发现的生物、物理、化学效 应开发出的新型传感器
生物酶血样分析传感器
光纤流速传感器
荧光材料 制作的电 子鼻传感 器
绪论
2、测量信号处理方面
计算机虚拟仪器技术
绪论
4、家庭与办公自动化
在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用 了传感器和检测技术来提高产品性能和质量。
想一想
指纹传感器
1、全自动洗衣机中应检测哪些物理量？ 2、举出一些生活中常见的家电及办公自动化产品应用 传感器的例子
绪论
5、其他应用
航天
农业
交通
医学
绪论
6、PC机中的测试技术应用
鼠标:光电位移传感器 摄象头:CCD传感器
“科学只有人懂得测量时才开始----门捷列夫”
简单的检测系统可 以只有一个模块， 如玻璃管温度计。 它直接将被温度变 化转化液面示值。 没有电量转换和分 析电路，很简单， 但精度底，无法实
现测量自动化。
为提高测量精度和 自动化程度，以便 于和其它环节一起 构成自动化装置， 通常先将被测物理 量转换为电量，再 对电信号进行处理 和输出。如图所示 的声级计。