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1、安全检测技术,主讲：邱丹丹电话：18963998520,课程情况,1.张乃禄 主编 安全检测技术（第二版）西安电子科技大学出版社,1.高洪亮等主编 安全检测监控技术 中国劳动社会保障出版社2.赵汝林主编 安全检测技术 天津大学出版社3.金伟等主编 现代检测技术（第二版）北京邮电大学出版社,平时成绩占30%（包括考勤、作业、实验）考试占70%（笔试）,教材,教参,考试,本课程总体框架,目录,第一章 绪论,第二章 安全检测监控技术的基础知识,第三章 安全检测常用传感器,第四章 职业安全检测技术,第五章 煤矿安全检测技术,第一章 绪论,第一节 安全生产技术,第二节 安全检测技术,第三节 安全检测技术
2、的发展,第一节 安全生产技术,一、生产安全科技的现状与发展趋势1发达国家在危险辨识和风险评估方面，发达国家开发了先进的危险辨识、评估技术和相关软件，并广泛应用于企业生产的安全管理之中。利用风险分析软件，建立电脑数据分析模型，纳入预管系统，确定公司设施的设计和运行中存在的严重环境缺陷，并进行校正。几十年前就已开展了特种设备安全检测、评估、寿命预测和风险评估技术方面的研究并建立了大量的基础数据库。,风险分析软件Dyadem.SVA-Pro.v6.0.0.23(化工设备安全隐患分析软件)Palisade.The.Decision.Tools（风险决策分析工具）,第一节 安全生产技术,在危险源监测、预
3、警方面，发达国家已有先进的技术和设备可以对大型承压设备、储灌进行在线检测，对埋地燃气管道腐蚀和泄漏实施不开挖在线监测，红外成像技术和激光扫描技术也已应用于天然气管道的泄漏检测之中。在灾害事故防治方面，发达国家的大公司通过采用先进的防雷防静电和抑爆等安全技术，已基本控制重、特大灾害事故，研究重点正逐步转移为创造安全健康的工作环境。在安全生产信息化方面，已普遍利用现代网络化技术建立先进的信息管理系统，实现了统一管理、数据规范和资源共享。,第一节 安全生产技术,2 我国安全生产科技的主要差距安全生产科学理论需要不断发展危险源辨识、风险分析和风险评估技术需要不断完善安全检测、危险源监测和灾害事故预警需
4、要逐步建立风险控制和灾害事故防治技术需要不断更新应急救援技术能力和水平需要不断提高事故调控分析处理需要不断改善安全技术标准体系需要不断完善，并改善其科学性和有效性安全信息管理技术需要加强和提高安全生产科技投入有待加强,第一节 安全生产技术,3发展趋势 发达国家主要依靠自动化安全检测与控制技术、预警技术，严格的预警机制以及规范的管理保证生产的安全进行，先进的危险辩识技术、评估技术和软件已广泛应用于企业安全管理。我国主要以日常监督为主，安全生产监测、监控自动化程度较低，预警及应急技术刚刚起步。,第一节 安全生产技术,二、生产安全关键技术1灾前抑制可以感知外界的异常，并通过自身变化弥补或消除热量等能
5、量意外集中释放的变化，达到最大程度的抑制事故发生的目的可以持续到事故已经发生、发展阶段，起到延缓进程，保护结构不受损的作用例如，作为火灾及其相关灾害防治的有效技术之一-阻燃，现在已经得到了充分的发展，并延伸发展了阻燃织物和各类个人防护服。降低可燃性、提高耐火性以及无毒、抑烟、耐用是对清洁高效阻燃的要求。,第一节 安全生产技术,2前兆检测由于很多火灾、爆炸等事故是因为物体过热或热量相对集中造成的，根据事故前所表现出来的温度或热特性，已经形成了很多检测设备例如热像技术以其独有的方便直观等特点被广泛应用。一般材料的破损缺陷会直接导致热或能量的异常集中分布，所以超声波等材料的缺陷检测技术对事故前兆检测
6、也是极其重要的一环。,第一节 安全生产技术,3早期监测由被动式的抗灾技术向新一代的主动式防治技术转变的关键是以智能监测技术为核心，结合灾前抑制和高效扑救技术，实施最直接的灾害防治。传感手段、信号处理算法是智能探测的两个基本方面，新的监测技术一般都是从这两个方面入手，提高其智能程度、反应速度与稳健性。图像模式、次声等新型传感手段结合多信号多判据、基于模糊理辑和神经网络技术、现场总线、专用集成芯片等技术，把智能监测带到一个崭新的时代。研究过程也从单一的实物探索尝试，发展到与计算机模拟、虚拟实验等方式相结合。,第一节 安全生产技术,4灾害扑救灾害发生后，有效的扑救技术可以大幅度地减小灾害损失。扑救过
7、程涉及清洁、高效救灾，人员疏散，人员防护，防排烟等技术。智能机器人技术在灾害救援方面也得到了应用。研制机器人的初衷就是制造一种用来代替人在复杂、危险及人的生理条件所不能承受的环境中工作的机器。从20世纪50年代末至今，机器人已经研制出三代。从第二代机器人起，已经有专门研制的机器人从事恶劣、危险环境下的检修、清洁等安全防范工作，以及从事消防灭火、火场搜索救援工作。1999年英国消防科技部门成功研制了能扑灭特种火灾的机器人，这种外壳用特种不锈钢制成的机器人貌似叉车，可进入800高温处灭火救灾，能用水、泡沫和干粉扑灭各种火灾，并可把储有易燃易爆物品的容器移到安全区域，也可将汽车残骸等笨重物移出路口，
8、为消防人员和消防车进出提供方便。,第二节 安全检测技术,一.基本概念1 检测检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。检测主要包括检验和测量两方面的含义。检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围内，以此来判别被测参数是否合格或现象是否存在。测量是把被测未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。,第二节 安全检测技术,测量有两种方式，即直接测量和间接测量。直接测量是在对被测量进行测量时，对仪表读数不经任何运算，直接得出被测量的数值。如用温度计测量温度，用万用表测量
9、电压。间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。如功率P与电压v和电流I有关，即PIv，通过测量的电压和电流，计算出功率。直接测量简单、方便，在实际中使用较多。但在无法采用直接测量方式，直接测量不方便或直接测量误差大等倩况下，可采用间接测量方式。,第二节 安全检测技术,检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为了检查、监督和控制某个生产过程或运动对象使之处于人们选定的最佳状况，需要随时检验和测量各种参量的大小和变化等情况。这种对生产过程和运动对象实时定性检验和定量测量的技术又称为工程检测技术。,第二节 安全检测技术,2.传感器何谓传感器?生物体的感官就是
10、天然的传感器。在工程科学和技术领域里，被定义为：一种以一定的精确度将被测量转换为与之有确定对应关系的、易于精确处理和测量的某种物理量的测量部件或装置。随着通信技术的发展，电信号最易于传输和处理，因此，又可把传感器狭义地定义为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。,第二节 安全检测技术,3.安全检测监控系统 由传感器或检测器及信号处理、显示单元组成了安全检测仪器 将传感器或检测器及信号处理、显示单元集于一体，固定安装于现场，对安全状态信息进行实时检测，则称这种装置为安全监测仪器 如果只是将传感器或检测器固定安装于现场，而信号处理显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内则称为安全监测系统 将监
11、测系统与控制系统结合起来，把监测数据转变成控制信号，则称为监控系统,第二节 安全检测技术,二.安全检测的意义有效减少事故隐患预防和控制重、特大事故的发生遏制群死群伤和重大经济损失,第二节 安全检测技术,三安全检测与安全监控安全检测的对象是劳动者作业场所有毒有害物质和物理危害因素的检测安全监控的对象是对生产设备和设施的安全状态和安全水平进行监督检测。,第二节 安全检测技术,安全检测的目的：（1）为职业健康安全状态进行评价（2）为安全技术及设施进行监督（3）为安全技术措施的效果进行评价（4）改善劳动作业条件,第二节 安全检测技术,安全监控目的：(1)能及时、正确地对设备的运行参数和运行状况做出全面
12、检测，预防和消除事故隐患。(2)对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的安全性和可靠性和有效性，以期把运行设备发生事故的概率降低到最低水平，将事故造成的损失减低到最低程度。(3)通过对运行设备进行检测、隐患分析和性能评估等，为设备的结构修改、设计优化和安全运行提供数据和信息。,第二节 安全检测技术,狭义的安全检测侧重于测量，是对生产过程中某些与不安全、不卫生因素有关的量连续或断续监视测量，有时还要取得反馈信息，用以对生产过程进行检查、监督、保护、调整、预测，或者积累数据，寻求规律。广义的安全检测，是把安全检测与安全监控统称为安全检测，认为安全检测是指借助于仪器、传感器、探测设备迅速而准确地了
13、解生产系统与作业环境中危险因素与有毒因素的类型、危害程度、范围及动态变化的一种手段。,第二节 安全检测技术,四 安全检测的任务（1）运行状态检测 通常设备的状态可分为正常状态、异常状态和故障状态三种情况。正常状态指设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但性能仍在允许的限度以内。异常状态指设备的缺陷已有一定程度的扩展，使设备状态信号发生一定程度的变化。设备性能己劣化，但仍能维持工作。此时应注意设备性能的发展趋势，即设备应在监护下运行。故障状态则是指设备性能指标已有大的下降，设备已不能维持正常工作。设备的故障状态尚有严重程度之分，包括：已有故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障；程度尚不严重，设备尚可
14、勉强“带病”运行的一般功能性故障；巳发展到设备不能运行必须停机的严重故障；已导致灾难性事故的破坏性故障；以及由于某种原因瞬间发生的突发紧急故障等。,第二节 安全检测技术,（2）安全预测和诊断根据设备运行状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性、参数以及环境条件，并结合该设备的运行历史(包括运行记录、曾发生过的故障及维修记录等)，对设备可能要发生的或已经发生的故障进行预报、分析和判断，确定故障的性质、类别、程度、原因和部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果、提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修和治理的对策措施，并加以实施，最终使设备复原到正常状态。,第二节 安全检测技术,（3）设备的管理和
15、维修设备的管理和维修方式的发展经历了三个阶段，即从早期的事后维修(Run to Break-down Maintenance)，发展到定期预防维修方式(Timebased Preventire Maintenance)，现在正向视情维修(conditon-based Maintenance)发展。定期预防维修制度可以预防事故的发生，但可能出现过剩维修和不足维修的弊病。视情维修是一种更科学、更合理的维修方式。但要做到视情维修，必须依赖于完善的状态监测和安全诊断技术的发展和实施。随着我国安全诊断技术的进一步发展和实施，我国的设备管理、维修工作将上升到一个新的水平，我国工业生产的设备完好率将会进一步
16、提高，恶性事故将会逐渐得到控制，使我国的经济建设向更健康的方向发展。,第三节 安全检测技术的发展,一、安全检测与仪表发展1815年，当时工业发达的英国发明了第一项安全仪器安全灯，它是利用瓦斯在灯焰周围燃烧，根据火焰高度来测量瓦斯含量的简单仪器随后，利用光学原理、热导原理、热催化原理、热电效应、弹性形变、半导体器件、气敏元件等多种工作原理和不同性能的各类检测仪器 20世纪50年代,由单体检测仪表发展到监测系统 20世纪80年代,安全监测技术与现代化的生产过程控制紧密地联系在一起，逐渐向监控系统过渡,第三节 安全检测技术的发展,二、安全检测与监控技术发展1、危险性分析和定量分析阶段1975年，日本
17、成立了安全评价委员会，在道化学公司研究的基础上，制定了化学装置安全评价指南，从操作、物质、温度、压力和容器五个方面进行分析，把化学装置的危险度分为三个等级。在定性分析的基础上，1970年安全诊断的数学方法定量分析法应运而生。定量分析法通过对运行系统进行数学计算，求得其发生事故的概率值，以此预报运行系统的安全性。,第三节 安全检测技术的发展,2实时在线检测监控阶段20世纪70年代，过程系统的在线故障监测与安全诊断技术随着生产和科学技术的发展迅速得到发展。这是动态系统的故障监测与诊断问题，是应用现代控制理论、数理统计等方法来分析处理非正常工况下系统特性的结果。所谓故障监测、诊断和预报系统，通常有两
18、种含义：一种是指某些专用的仪器，如对于汽轮发电机组等旋转机械设备，就有转速测量仪、旋转机械振动检测仪和频谱分析仪等，可以检测出这类机械设备的运转是否正常。另一种是指计算机数据采集分析系统，它可以采集生产过程的有关数据，完成工况分析，对设备运行是否正常，引起故障的原因是什么，故障的程度有多大，工况的趋势是否安全等问题进行分析、判断并得出结论。,第三节 安全检测技术的发展,我国，具有发达国家20世纪90年代水平的安全监测系统已开始装备我国的石油、化工、煤矿等工业生产部门；安全监测、报普及连锁控制装置等，也在我国自行设计的石化生产设备中获得了应用，这标志着我国安全检测仪器的研制和装备进入了新的水平。但必须指出，我国安全监测传感器目前种类较少，质量尚不稳定；监测数据处理、计算机应用与一些发达国家有一定差距，这些都需要在今后重点解决。,
