检测系统的基本组成分解
自动检测系统设计
4.2 传感器的合理选用
1、确定传感器的类型 2、线性范围和量程 3、灵敏度的选择 4、精度 5、频率响应特性 6、稳定性
1 确定传感器的类型 全面考虑被测量的特点和传感器的使用条件，包括：
量程的大小； 被测空间对传感器体积的要求； 测量方式为接触式测量还是非接触式测量； 信号的传输方法，是有线传感还是无线传感； 传感器的来源，是购买商品化的传感器还是自行研
在完成总体设计之后，便可进行设计任务分解， 将系统的研制任务分解成若干子任务
之后针对子任务去进行具体的设计。
2 硬件和软件的研制 在开发过程中，硬件和软件应同时进行。 (1) 硬件电路的设计、功能模板的研制和调试 根据总体设计，将整个系统分成若干个功能块， 分别设计各个电路，如输入通道、输出通道、信 号调理电路、接口、单片机及其外围电路等。 在完成电路设计之后，即可制作相应功能模板。
要保证技术上可行、逻辑上正确， 注意布局合理、连线方便。 先画出电路图， 基于电路图制成布线图 基于布线图加工成印刷电路板 将元器件安装、焊接在印刷电路板上 仔细校核、调试。
(2) 软件框图的设计、程序的编制和调试
将软件总框图中的各个功能模块具体化，逐级 画出详细的框图，作为编制程序的依据。
编写程序一般用汇编语言建立用户源程序。
大批量投产时，软件的易复制性可以降低成本。
工作速度允许的情况下，应该尽量多利用软件。
必须根据具体问题，分配软件和硬件的任务，决 定系统中哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件 实现，确定软件和硬件的关系。
4.1.2 自动检测系统的设计步骤
1 确定任务、拟定设计方案
（1) 根据要求确定系统的设计任务、功能、指标 （2) 进行总体设计 2 硬件和软件的研制
环境监测系统工作原理
环境监测系统工作原理一、引言环境监测系统是一种用于监测和评估环境质量、资源利用情况以及环境影响的设备。
它广泛应用于工业、农业、城市规划等领域，并且在环境保护方面发挥着重要作用。
本文将介绍环境监测系统的工作原理。
二、传感器探测环境监测系统的核心是传感器。
传感器能够探测和测量各种环境参数，比如温度、湿度、大气质量、噪音等。
传感器根据物理量的变化通过电信号或其他方式将信号转换成用户可读取的数据。
三、数据采集与处理传感器将探测到的数据发送给数据采集设备，数据采集设备将数据进行采集和整理，并将其发送给数据处理单元。
数据处理单元对数据进行分析、计算和存储。
通过先进的算法和模型，数据处理单元能够对环境参数进行准确的评估和预测。
四、数据传输与通信通过网络连接，数据处理单元将处理后的数据传输给数据监测中心或其他终端用户。
数据监测中心可以实时监测环境参数的变化，并及时发出警报。
同时，终端用户也可以通过手机、电脑等设备随时随地获取环境监测数据。
五、数据分析与决策支持收集到的数据会被发送到数据分析系统中，通过数据挖掘、统计分析等方法进行进一步的处理。
数据分析系统可以识别和预测环境污染源、分析环境变化趋势，并为决策者提供科学的决策依据。
六、实时监测与维护环境监测系统需要保持运行状态并保证数据的准确性。
因此，实时监测和维护是非常重要的环节。
定期对传感器进行校准和维护，及时检修和更换不正常工作的设备，以确保系统正常运行。
七、结论环境监测系统通过传感器、数据采集与处理、数据传输与通信、数据分析与决策支持等模块，实现了对环境参数的准确监测和分析。
它为环境保护和资源利用提供了有力的支持和科学依据。
在未来，随着技术的不断进步，环境监测系统将发挥更加重要的作用，为人类创造更美好的生活环境。
写作格式说明：本篇文章采用常规的论述结构，包括引言、各个主题的论述和结论。
在论述中，对各个主题的描述和介绍以段落形式展开，使得文章内容清晰有序。
同时，适度运用一些连接词语和过渡句，确保文章的语句通顺，句与句之间自然衔接，使得整篇文章具有良好的阅读体验。
气相色谱知识问答
相色谱的分离基本原理是什么？1.利用混合物中各组分在流动相和固定相中具有不同的溶解和解吸能力，或不同的吸附和脱附能力或其他亲和性能作用的差异。
2.当两相作相对运动时样品各组分在两相中反复多次受到各种作用力的作用，从而使混合物中各组分获得分离。
简述气相色谱仪的基本组成。
基本部件包括5个组成部分。
1.气路系统；2.进样系统;3.分离系统;4.检测系统;5.记录系统。
简述气相色谱法的特点？1、高分离效能；2、高选择性；3、高灵敏度；4、快速；5、应用广泛。
什么叫保留时间？从进样开始至每个组分流出曲线达极大值所需的时间，可作为色谱峰位置的标志，此时间称为保留时间，用t表示。
什么是色谱图？进样后色谱柱流出物通过检测器系统时，所产生的响应信号时间或载气流出气体积的叫曲线图称为色谱图。
什么是色谱峰？峰面积？1、色谱柱流出组分通过检测器系统时所产生的响应信号的微分曲线称为色谱峰。
2、出峰到峰回到基线所包围的面积，称为峰面积。
怎样测定载气流速？高档色谱仪上均安装有自动测试装置，无自动测试装置可用皂膜流量计测，将皂膜流量计连接在测检测出口（也可将色谱柱与检测器断开皂膜流量计测接在色谱柱一端），测试每分钟的流速。
测完后色谱升温压力表指示会升高，原因是温度升高色谱柱对气体的阻力增加，不要把压力调下来，当色谱温度升高稳流指示不会改变。
测试载气流速在室温下测试。
怎样控制载气流速？载气流速的控制主要靠气路上高压钢瓶上的减压阀减压，然后经仪器的稳压阀稳压，再经稳流阀以达到控制载气流量稳定，减压阀给出的压力要高出稳压后的压力。
非程序升温色谱一般没有稳流阀，只靠稳压阀控制流速。
气相色谱分析怎样测其线速度？1、一般测定线速度实际上是测定色谱柱的死时间；2、甲烷作为不滞留物，测定甲烷的保留时间（TCD检测器以空气峰），3、用色谱柱的长度除以甲烷的保留时间得到色谱柱的平均线速度。
气相色谱分析中如何选择载气流速的最佳操作条件？在色谱分析中，选择好最佳的载气流速可获得塔板高度的最小值。
《检测传感技术》期末复习题参考答案
中国石油大学（北京）远程教育学院《检测传感技术》期末复习题参考答案一、填空题（本题每一填空计2分，共计占总分的40%）1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。
2. 在测试系统中，激励装置的功能是激发隐含的被测信息；传感器的功能是将被测信息转换成其他信息；信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式；信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析；显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。
3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。
为实现不失真测试，系统频率响应需要满足的条件是：幅频特性为常数；相频特性呈线性。
对系统瞬态响应的要求是：瞬态误差小；调整时间短。
4. 测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取有用信号。
5. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。
6. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势；信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况；信号的均方值反映随机信号的强度。
7. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。
8. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。
一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。
9. 周期信号的频谱特性：离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值；谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数；收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。
10. 瞬态信号是在有限时间段存在，属于能量有限信号。
11. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值，即幅值频谱密度函数。
12. 瞬态信号的时域描述与频域描述通过傅立叶变换来建立关联。
13. 不能用确定的数学公式表达的信号是随机信号。
14. 从时域上看，系统的输出是输入与该系统脉冲响应的卷积。
15. 测试系统的静特性主要包括线性度、灵敏度和回程误差。
环境监测习题(答案)
环境监测习题（答案）第一章：名词解释：环境监测通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变换趋势。
P2填空：1.各种污染物对人类和其他生物的影响包括单独作用、拮抗作用、相加作用和相乘作用。
（抗拮、相乘）2.环境监测具有综合性、连续性和追踪性的特点。
（综合性、连续性、追踪性）3.监测工业废水的一类污染物，在车间车间处理设备排放口布设采样点；二类污染物在排污单位总排放口布设采样点。
（车间或车间处理设施排放口排污单位总排放口）4.“中国环境优先污染物黑名单”包括 14 种化学类别，共68 种有毒化学物质。
（14 68）简答：1环境监测的分类（一）按监测目的分类监视性监测（又称为例行监测或常规监测）；特定目的监测（又称为特例监测或应急监测）；仲裁监测；考核验证监测；咨询服务监测；研究性监测（又称科研监测）。
（二）按监测介质对象分类：按监测介质的对象不同可将环境监测分为：水质监测、空气监测、土壤监测、固体废弃物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生（病源体、病毒、寄生虫等）监测。
2.我国环境标准的分类和分级我国的环境标准分为：（1）环境质量标准（2）污染物排放标准（或污染控制标准）（3）环境基础标准（4）环境方法标准（5）环境标准物质标准（6）环保仪器、设备标准等6类。
分为国家标准、地方标准和行业标准3级。
3．什么是优先污染物，具有什么特点？优先污染物：对众多的污染物进行筛选并排序，从中筛选出潜在危害性大、在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制对象，这一过程就是数学上所说的优先过程。
那么经过优先选择的污染物称为环境优先污染物，简称优先污染物（Priority Pillutants）。
特点：难以降解、在环境中有一定残留水平、出现频率较高、具有生物积累性、“三致”物质（致癌、致畸、致突变）、毒性较大的污染物，以及现代已有检出方法的污染物。
第二章名词解释：水体自净污染物进入水体后首先被稀释，随后经过复杂的物理、化学和生物转化，使污染物浓度降低、性质发生变化，水体自然地恢复原样的过程称为自净。
原子吸收分光光度计的分光系统(光栅或凹面
原子吸收分光光度计的分光系统(光栅或凹面原子吸收分光光度计是一种常用的实验仪器，用于测量溶液或气体中特定原子或离子的吸收光谱，从而分析样品中的成分和浓度。
分光系统是原子吸收分光光度计中的核心部件，负责将入射光分解成不同波长的光束，并选择特定波长的光束通过进入样品，然后测量样品中的吸收光谱。
分光系统一般由光源、光栅（或凹面）、光阑、单色器和检测器组成。
光源是分光光度计的重要组成部分。
常用的光源有氢灯、氘灯和钨灯等，这些光源能够发射出不同波长的光线。
其中，氢灯主要用于紫外光区域的分析，氘灯主要用于可见光区域的分析，而钨灯则可以提供整个紫外可见光区域的光线。
选择合适的光源是分光系统中的第一步，它直接影响到后续测量的准确性和灵敏度。
光栅（或凹面）是分光系统中的关键部件，它能够将入射光分解成不同波长的光束。
光栅由许多平行的凹槽组成，入射光线照射到光栅上后，根据光栅的刻线间距，不同波长的光线会被散射成不同的角度，从而实现波长的分离。
常用的光栅有全反射光栅和光栅片，其中全反射光栅适用于可见光区域的分光，光栅片则适用于紫外光区域的分光。
光阑是分光系统中的一个重要组成部分，它用于控制入射光线的大小和形状。
光阑一般由一个或多个可调节的孔径组成，可以通过调节光阑的孔径大小来控制入射光线的强度。
光阑的设置对于测量结果的准确性和重复性非常重要。
单色器是分光系统中的核心部件，它用于选择特定波长的光束。
单色器一般由一个或多个光栅和一个转动平台组成。
入射光线经过光栅的分解后，转动平台可以选择特定的波长，并将其通过。
选择合适的波长是分光系统中的关键步骤，它直接影响到后续测量结果的准确性和可靠性。
检测器是分光系统中的最后一个组成部分，它用于测量样品中的吸收光谱。
常用的检测器有光电倍增管（PMT）、光电二极管（PD）和光电多道分析器（PDA）等。
检测器的选择和性能会影响到分光光度计的灵敏度和响应速度。
原子吸收分光光度计的分光系统是一个复杂的仪器系统，包括光源、光栅（或凹面）、光阑、单色器和检测器等组成部分。
量测设备管理系统及作业内容
量测设备管理系统及作业内容
量测设备管理系统是一种用来管理和监控各种量测设备的系统。
它可以帮助用户实时监测设备的状态、记录设备的使用情况、提醒设备的维护和校准时间，并且可以生成各种报告和图表。
该系统能够提高设备的使用效率、延长设备的使用寿命和降低维护成本，对于各种科研、生产和测试工作都非常有用。
量测设备管理系统的作业内容主要包括以下几个方面：
1. 设备信息录入：将新购入的量测设备的基本信息录入系统，包括设备型号、出厂编号、购置日期、所属部门等信息。
2. 设备状态监测：实时监测设备的状态，包括设备是否正常运行、设备是否需要维护和校准等信息。
3. 设备使用记录：记录每台设备的使用情况，包括使用时间、使用人员、使用目的等信息，用于分析设备的使用频率和使用效率。
4. 设备维护提醒：根据设备的使用情况和维护周期，系统可以提醒用户对设备进行维护和校准，确保设备的准确性和稳定性。
5. 设备报告生成：根据用户需求，系统可以生成各种报告和图表，用于分析设备的使用情况和维护情况，帮助用户做出合理的决策。
总之，量测设备管理系统是一种非常有用的工具，它可以帮助
用户有效管理和监控各种量测设备，提高设备的使用效率和延长设备的寿命。
因此，它在各种实验室、生产线和测试场合都有巨大的应用潜力。
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案分解
智能雷达光电探测监视系统单点基本方案分解智能雷达光电探测监视系统单点基本方案一、系统概述根据监控需求:岸基对海3~10公里范围内主要大小批量目标;主动雷达光电探测和识别;多目标闯入和离去自动报警智能职守;系统接入指挥中心进行远程监控管理;目标海图显示管理;系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录，可以实现事故发生后的事件追溯，协助事故调查。
1. 项目建设主要目的, 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息;, 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。
2. 基本需求分析:需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统，系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等;同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。
同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。
根据需求和建设主要目的，选型国际同类技术先进水平，拥有相关技术自主知识产权，具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司(2001年成立，2010年国内创业板上市，股票代码:300065，致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业)的智能监视雷达光电系统。
该系统在国内外有众多海事相关成熟应用案例，熟悉国内海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需求特点等。
同时，该系统近期成功中标国内近年来相关领域多套(20套)雷达光电组网项目，充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点, 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。
该系统具备对多传感器信息融合的能力，确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。
, 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。
任何目标物进入雷达视距时，系统即开始进行监测。
目标物触碰警报规则后，指挥室获得报警信号，同时联动设备综合光电锁定警报目标，以便驱离。
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串联制的缺点
• 一台仪表损坏或增减将影响其他仪表
• 仪表的输出端处于高电位工作，仪表可 靠性差 • 检查各台表的电路电位困难
3) 数据采集
作用：对信号调理后的连续模拟信号 离散化并转换成与模拟信号电压幅度 相对应的一系列数值信息，同时以一 定的方式把这些转换数据及时传递给 微处理器或依次自动存储。
性能指标
(1)输入模拟电压信号范围，单位:V； (2)转换速度（率），单位:次/秒； (3)分辨率，通常以模拟信号输入为满度 时的转换值的倒数来表征； (4)转换误差，通常指实际转换数值与理 想A/D转换器理论转换值之差。
供电方式
• 交流供电 缺点：每块表附加电源变压器、整流器及 稳压线路 • 直流集中供电 好处：省去电源变压器、整流器及稳压部 分；可以采取防停电措施；无工频交流 电，为仪表防暴提供了有利条件
典型的仪表系统
基地式系统 基地式仪表 常规仪表 控制系统 单元组合仪表： 调、变、执、算 (DDZ-II、III、 QDZ) 第 1代 DDC控制 变、执 (DDZ-II、III) 集中型计算 机控制系统 变、执 (DDZ-II、III) 第2 代 FCS 将全厂最基础的现场 级仪表和装置均通过 现场总线连接起来， 实现全数字化通讯。 现场仪表：总线仪表 第 4代 *
• 信号下限：从零开始；活零点（判断断 线与是否工作，半导体在好的工组段； 两线制）
变送器信号传输方式
信号与电源的传输方式： 1）四线制传输 供电电源与输出信号分别用两根导线 2）二线制传输 两根导线作为电源和输出信号的公用传 输线
实现二线制传输变送器必须具备以下条件： 1）采用有活零点的电流信号 2）必须单电源供电 二线制优点： 二线制可以大大减小安装费用，有利于安全防暴等
1 检测技术的发展趋势
1.不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延 长使用寿命、提高可靠性：
检测技术的发展趋势
2.应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域
检测技术的发展趋势
3.发展集成化、功能化的传感器 4.采用计算机技术，使检测技术智能化 5.发展网络化传感器及检测系统
2.检测系统的基本组成
检测系统的组成
1)传感器
定义：传感器是检测系统与被测对象直接 发生联系的器件或装置。 作用：感受指定被测参量的变化并按照一 定规律转换成一个相应的便于传递的输出信 号。
传感器的分类
• 按被测参量分类 1)、电工量 2)、热工量 3)、机械量 4)、物性和成分量 5)、光学量 6)、状态量 • 按传感器转换机理（工作原理）分类 1)、 电磁转换 2)、光电转换 3)、其它能/电转换 • 按输出信号分类
4) 信号处理
作用：信号处理模块是现代检测仪表、检测 系统进行数据处理和各种控制的中枢环节， 其作用与功能和人的大脑相类似。
5) 信号显示
作用：显示被测参量的瞬时值、累积值或 其随时间的变化情况； 分类：指示式、数字式和屏幕式。
6) 信号输出
作用：把测量值及时传送给控制计算机、 可编程控制器（PLC）或其它执行器、打 印机、记录仪等，从而构成闭环控制系统 或实现打印（记录）输出。
7) 输入设备
定义：输入设备是操作人员和检测仪表或检 测系统联系的另一主要环节，用于输入设置 参数、下达有关命令等。最常用的输入设备 是各种键盘、拨码盘、条码阅读器等。
8)稳压电源
一个检测仪表或检测系统往往既有模拟电路 部分，又有数字电路部分，通常需要多组幅 值大小要求各异但均需稳定的电源。这类电 源在检测系统使用现场一般无法直接提供， 通常只能提供交流220 V工频电源或+24V直 流电源。
电模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流电 压四种
直流信号与交流信号的比较
• 在信号传输线中，直流不受交流感应影 响，易于解决仪表的抗干扰问题 • 直流不受传输线路的电感、电容及负荷 性质的影响，不存在相位移问题，使接 线简化 • 直流信号便于模数转换 • 直流信号易于获得基准电压
直流电流信号
直流电压信号
• 应用电压信号作为联络信号时，如一个 发送仪表的输出电压要同时输送给几个 接收仪表，则几台接收仪表应并联连接。 要求仪表内阻及导线电阻足够小。因此 电压信号不适于作远距离传输。
并联制优点
• 安装简单 • 增加或取消仪表不影响其它仪表 • 耐压要求低，可靠性高
信号上下限大小的比较
• 电流信号上限大：降低对集成运算放大 器失调参数的要求，有利于生产和降低 成本。但是增加了功率损失，仪表体积， 不利于提高防爆性能
值得一提的是，以上七个部分不是所有 的检测系统(仪表)都具备的，而且对有 些简单的检测系统、其各环节之间的界 线也不是十分清楚，需根据具体情况进 行分析。
3 模拟信号制及供电方式
• 信号制 模拟气压信号： 0.02-0.1MPa 直流电流： 4－20mA 模拟直流电压： 1－5V
电的信号主要有模拟信号、数字信号、频率信号和脉宽 信号等四大类
传感器的要求
• • • • (1) 准确性 (2) 稳定性 (3) 灵敏度 (4) 其他要求
2) 信号调理
作用：是对传感器输出的微弱信号进行检波、 转换、滤波、放大等，以方便检测系统后续 处理或显示。 组成：通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号调理电路的一般要求
1)能准确转换、稳定放大、可靠地传输信 号； 2)信噪比高，抗干扰性能要好。
检测技术
在人类的各项生产活动和科学实验中，为了了解和掌 握整个过程的进展及其最后结果，经常需要对各种基本参 数或物理量进行检查和测量，从而获得必要的信息，并以 之作为分析判断和决策的依据。 可以认为检测技术就是人们为了对被测对象所包含 的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技 术措施。 随着人类社会进入信息时代，以信息的获取、转换 显示和处理为主要内容的检测技术已经发展成为一门完 整Байду номын сангаас技术学科，在促进生产发展和科技进步的广阔领域 内发挥着重要作用。