第三章-参数检测一般原理和方法..
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道内固定放置一个流通面积小于管道截面积的节流件，当流体流经节 流件时由于流束收缩，在收缩处， 流速增加，静压力降低，则在节流 件的前后产生静压力差，利用压差与流速的关系可进一步测出流量。
第三章 参数检测一般原理和方法
流量公式： qm q A qB
4
d 2 2 1P
流体连续性方程-质量守恒 伯努利方程-能量守恒
光电效应
光电效应：光照射在物体上可看成是一连串具有能量为E的光子轰 击物体 ,如果光子的能量足够大，物质内部电子在吸收光子后就会摆脱内部力 的束缚，成为自由电子，自由电子可能从物质表面逸出，也可能参与物质内部 的导电过程，这种现象称为光电效应。
即：物质在光的作用下释放电子的现象，被释放的电子在外电场中运动形成光
第三章 参数检测一般原理和方法
二、基础效应与检测方法
检测过程的第一步即将被测量转换成为另一种可以进一步进行处理和表示 的信息—（传感元件，一次敏感元件），这一转换过程是物理效应、化学效应、
生物效应和许多物理现象的外在表现，这些效应和现象的发现是开发转型元件， 发展检测技术的重要途径。下面介绍检测中所用到的基础效应。
第三章 参数检测一般原理和方法
3.1 参数检测的一般原理和方法
一、自然规律和检测方法
与检测技术有关的自然规律：守恒定律、场定律、物质定律以、 统计法则。 守恒定律（能量守恒 动量守恒 电荷守恒等） 流量测量中，守恒定律的应用较为典型。
例：1）节流式流量计 节流变压降流量计工作原理：基于节流效应，即在充满流体的管
4 PA
4 2 2 A PB B 2 2
D 2 A
d 2 源自文库 B
第三章 参数检测一般原理和方法
例：2）皮托管测流速
工作原理：皮托管正对流动方向，1点处流速为 1 ，静压为
P1,皮托管的阻流作用，使得2=0，静压为P2，（能量守恒，动能转换
为静压能 P2 ＞ P1 ） 伯努利方程
S
d
C变化，C反应d; C变化，C反应物位高低，填充物的混合比例。
例：2）电磁流量计—电磁感应定律，运动定律
法拉第电磁感应定律：长度为l的导体以速度 v作垂直于磁场运动时， 运动道题产生的感应电动势为
e Blv
第三章 参数检测一般原理和方法
物质定律
物质定律是关于物质本身内在的性质、法则和规律，物质的内在 属性通常可以通过其特有的物理量进行描述，如电阻，电势。如压阻 式传感器。 统计法则 利用统计方法把围观系统和宏观系统联系起来。 例：电阻两端热噪声电压均方值的计算。
2 P P2 1 1 2
1
2 P2 P 1
第三章 参数检测一般原理和方法
场的定律 场的定律是物质作用的定律，如运动场的运动定律，电磁场的感应 定律，光电的干涉等。 例：1）电容位移（物位）传感器—静电场有关定律（回忆电容传感器）
C
S,ε 一定，d变化 d一定，S,ε 变化
电流，光通量（或光强）与光电流之间的关系称为光电特性。主要取决于入射 光的强度，波长及所使用的光电材料—光信号电信号，检测光信号。
第三章 参数检测一般原理和方法
光电效应的种类： （1）外光电效应：在光线的作用下，物体
内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为
外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。 常见元件：光电管、光电倍增管等。 结构示例：真空光电管
第三章 参数检测一般原理和方法
热电效应
热电效应：将两根不同材料的导体或半导体（A和B）联接起来构成一个
回路，如果两个接合点处的温度不同（T0≠T1），则在两导体向产生热电势，
并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。—热电偶，温度测量 热电动势有两部分组成： （1）接触电动势： 由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当 两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散，自由电子密度大 的一侧向密度小的一侧扩散，直至动态平衡。设导体A和B的自由电子密度为 NA和NB，且有NA>NB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则 因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达 到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电动势。 大小：
火电厂参数检测
刘林仙
2016年04月15日
内容
过程检测技术基础 测量误差和不确定度
参数检测技术
温度、压力 流量、物位检测
第三章 参数检测一般原理和方法
热工生产的五大参数：温度、压力、流量、物位、成分。
这些参数在生产过程检测任务中占有重要地位，本章主要着重介绍 这些参数的检测原理及方法。首先，介绍检测工作所遵循的自然规律 和常用的检测方法。
在一个抽成真空或充以惰性气体的玻璃泡内装有两个电极：光电阴极 2和光
电阳极1。光电阴极通常是用逸出功小的光敏材料（如铯）涂敷在玻璃泡内壁 上做成，其感光面对准光的照射孔。当光线照射到光敏材料上，光子的能量传 递给阴极表面的电子，当电子获得的能量足够大时，就有可能克服金属表面对 电子的束缚（逸出功）而逸出金属表面形成电子发射，这种电子称为光电子。 当光电管阳极加上适当电压时，从阴极表面逸出的电子被具有正电压的阳极所 吸引，在光电管中形成电流，称为光电流，在外电路产生电流。如果在外电路 中串入一只适当阻值的电阻，则电路中的电流便转换为电阻上的电压。这电流 或电压的变化与光强成一定函数关系，从而实现了光电转换。
第三章 参数检测一般原理和方法
特性： 光电管的光电特性取决于光电阴极材料，不同的阴极材料对同一波长的
光有不同的灵敏度；同一阴极材料对不同波长的光有不同的灵敏度，光电
流的大小除了与光通量有关，还与光电管上的电压，入射光谱有关。 （2）内光电效应：当光照射在物体上，使物体的电阻率ρ 发生变化，或 产生光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。根据工作原理
的不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类。
1）光电导效应：半导体在光线作用下，其电阻值往往变小，导电性增强 ，这种现象称为光电导效应。高电阻率半导体材料都具有光导效应。 常用元件：光敏电阻。 常用材料：硫化铅、硫化镉等 2）光生伏特效应：半导体器件受到光照射时会产生一定方向的电动势， 而不需要外部电源。光电伏特型光电器件能将入射光能量转换成电压和电流。 常用元件：硅光电池、硒光电池。 特性：光电动势与光照强度对数称正比，光电流与入社光强度成正比， 光电池在无外接电源下工作时，光敏管在反向偏压下工作。
第三章 参数检测一般原理和方法
流量公式： qm q A qB
4
d 2 2 1P
流体连续性方程-质量守恒 伯努利方程-能量守恒
光电效应
光电效应：光照射在物体上可看成是一连串具有能量为E的光子轰 击物体 ,如果光子的能量足够大，物质内部电子在吸收光子后就会摆脱内部力 的束缚，成为自由电子，自由电子可能从物质表面逸出，也可能参与物质内部 的导电过程，这种现象称为光电效应。
即：物质在光的作用下释放电子的现象，被释放的电子在外电场中运动形成光
第三章 参数检测一般原理和方法
二、基础效应与检测方法
检测过程的第一步即将被测量转换成为另一种可以进一步进行处理和表示 的信息—（传感元件，一次敏感元件），这一转换过程是物理效应、化学效应、
生物效应和许多物理现象的外在表现，这些效应和现象的发现是开发转型元件， 发展检测技术的重要途径。下面介绍检测中所用到的基础效应。
第三章 参数检测一般原理和方法
3.1 参数检测的一般原理和方法
一、自然规律和检测方法
与检测技术有关的自然规律：守恒定律、场定律、物质定律以、 统计法则。 守恒定律（能量守恒 动量守恒 电荷守恒等） 流量测量中，守恒定律的应用较为典型。
例：1）节流式流量计 节流变压降流量计工作原理：基于节流效应，即在充满流体的管
4 PA
4 2 2 A PB B 2 2
D 2 A
d 2 源自文库 B
第三章 参数检测一般原理和方法
例：2）皮托管测流速
工作原理：皮托管正对流动方向，1点处流速为 1 ，静压为
P1,皮托管的阻流作用，使得2=0，静压为P2，（能量守恒，动能转换
为静压能 P2 ＞ P1 ） 伯努利方程
S
d
C变化，C反应d; C变化，C反应物位高低，填充物的混合比例。
例：2）电磁流量计—电磁感应定律，运动定律
法拉第电磁感应定律：长度为l的导体以速度 v作垂直于磁场运动时， 运动道题产生的感应电动势为
e Blv
第三章 参数检测一般原理和方法
物质定律
物质定律是关于物质本身内在的性质、法则和规律，物质的内在 属性通常可以通过其特有的物理量进行描述，如电阻，电势。如压阻 式传感器。 统计法则 利用统计方法把围观系统和宏观系统联系起来。 例：电阻两端热噪声电压均方值的计算。
2 P P2 1 1 2
1
2 P2 P 1
第三章 参数检测一般原理和方法
场的定律 场的定律是物质作用的定律，如运动场的运动定律，电磁场的感应 定律，光电的干涉等。 例：1）电容位移（物位）传感器—静电场有关定律（回忆电容传感器）
C
S,ε 一定，d变化 d一定，S,ε 变化
电流，光通量（或光强）与光电流之间的关系称为光电特性。主要取决于入射 光的强度，波长及所使用的光电材料—光信号电信号，检测光信号。
第三章 参数检测一般原理和方法
光电效应的种类： （1）外光电效应：在光线的作用下，物体
内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为
外光电效应。向外发射的电子叫做光电子。 常见元件：光电管、光电倍增管等。 结构示例：真空光电管
第三章 参数检测一般原理和方法
热电效应
热电效应：将两根不同材料的导体或半导体（A和B）联接起来构成一个
回路，如果两个接合点处的温度不同（T0≠T1），则在两导体向产生热电势，
并在回路中有一定大小的电流，这种现象称为热电效应。—热电偶，温度测量 热电动势有两部分组成： （1）接触电动势： 由于不同的金属材料所具有的自由电子密度不同，当 两种不同的金属导体接触时，在接触面上就会发生电子扩散，自由电子密度大 的一侧向密度小的一侧扩散，直至动态平衡。设导体A和B的自由电子密度为 NA和NB，且有NA>NB，电子扩散的结果使导体A失去电子而带正电，导体B则 因获得电子而带负电，在接触面形成电场。这个电场阻碍了电子继续扩散，达 到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电动势。 大小：
火电厂参数检测
刘林仙
2016年04月15日
内容
过程检测技术基础 测量误差和不确定度
参数检测技术
温度、压力 流量、物位检测
第三章 参数检测一般原理和方法
热工生产的五大参数：温度、压力、流量、物位、成分。
这些参数在生产过程检测任务中占有重要地位，本章主要着重介绍 这些参数的检测原理及方法。首先，介绍检测工作所遵循的自然规律 和常用的检测方法。
在一个抽成真空或充以惰性气体的玻璃泡内装有两个电极：光电阴极 2和光
电阳极1。光电阴极通常是用逸出功小的光敏材料（如铯）涂敷在玻璃泡内壁 上做成，其感光面对准光的照射孔。当光线照射到光敏材料上，光子的能量传 递给阴极表面的电子，当电子获得的能量足够大时，就有可能克服金属表面对 电子的束缚（逸出功）而逸出金属表面形成电子发射，这种电子称为光电子。 当光电管阳极加上适当电压时，从阴极表面逸出的电子被具有正电压的阳极所 吸引，在光电管中形成电流，称为光电流，在外电路产生电流。如果在外电路 中串入一只适当阻值的电阻，则电路中的电流便转换为电阻上的电压。这电流 或电压的变化与光强成一定函数关系，从而实现了光电转换。
第三章 参数检测一般原理和方法
特性： 光电管的光电特性取决于光电阴极材料，不同的阴极材料对同一波长的
光有不同的灵敏度；同一阴极材料对不同波长的光有不同的灵敏度，光电
流的大小除了与光通量有关，还与光电管上的电压，入射光谱有关。 （2）内光电效应：当光照射在物体上，使物体的电阻率ρ 发生变化，或 产生光生电动势的现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。根据工作原理
的不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类。
1）光电导效应：半导体在光线作用下，其电阻值往往变小，导电性增强 ，这种现象称为光电导效应。高电阻率半导体材料都具有光导效应。 常用元件：光敏电阻。 常用材料：硫化铅、硫化镉等 2）光生伏特效应：半导体器件受到光照射时会产生一定方向的电动势， 而不需要外部电源。光电伏特型光电器件能将入射光能量转换成电压和电流。 常用元件：硅光电池、硒光电池。 特性：光电动势与光照强度对数称正比，光电流与入社光强度成正比， 光电池在无外接电源下工作时，光敏管在反向偏压下工作。