钢铁厂过程测量及控制仪表 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:冶金工业出版社作者: 出品人: 页数:331 译者: 出版时间:1995-12 价格:13.50 装帧:平装 isbn号码:9787502417642 丛书系列:

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具体描述

现代机械制造中的先进传感技术与智能诊断本书深入探讨了在当代机械制造、航空航天以及高端装备维护领域中，对复杂系统进行实时、精确监测与智能诊断所必需的尖端传感技术、数据处理方法与前沿控制策略。它旨在为工程师和技术研究人员提供一个全面的视角，了解如何通过非侵入式或微创式的测量手段，获取关键运行参数，并利用这些数据实现设备的预测性维护和性能优化。本书并非聚焦于冶金或化工流程中的特定仪表应用，而是立足于更广阔的工程物理领域，重点解析了支撑现代工业4.0和智能工厂运作的信息获取层技术。内容结构围绕三个核心支柱展开：先进传感机理、信号智能处理与状态监测决策。 --- 第一部分：新型物理量传感器的机理与应用（The Mechanics of Novel Transduction）本部分详尽阐述了传统电学、热学测量之外，应用于结构健康监测（SHM）、疲劳分析及动态过程控制的新型传感器原理。第一章：基于光纤传感器的应力波与形变测量本章详细介绍了光纤布拉格光栅（FBG）、分布式光纤传感（DTS）和傅里叶域共振传感技术在监测大型机械结构（如风力发电机叶片、高精度机床导轨）中的应用。重点分析了如何通过监测光纤中的应变、温度导致的波长漂移，实现对微米级形变和内部损伤的定位与量化。我们深入探讨了非线性效应（如高阶色散和克尔效应）对高频动态测量的影响及补偿方法。第二章：压电与超声波换能器的高频态势感知本章关注用于检测材料内部缺陷、残余应力和早期疲劳裂纹的超声波技术。内容涵盖了相控阵超声（PAUT）和导波超声技术在复杂几何体无损评估中的应用。特别分析了利用导波模式转换来识别材料界面和微小空隙的理论基础，以及如何设计匹配阻抗的压电换能器阵列以实现高信噪比的成像。此外，还讨论了利用激光超声技术，在不接触工件的情况下，实现对高速运动部件表面特性的瞬时测量。第三章：电磁感应与磁场成像技术本章转向电磁场在状态监测中的应用。详细分析了涡流检测（Eddy Current Testing, ECT）在监测金属表面和亚表面疲劳裂纹扩展速率中的精确校准问题。此外，本书还引入了磁致伸缩（Magnetostriction）现象在应力监测中的应用，即通过监测材料磁化率的变化来反演其内部应力分布，这对于监测高强度紧固件的预紧力至关重要。第四章：微纳机电系统（MEMS）传感器的集成化挑战本章探讨了将高精度传感器小型化、阵列化、集成化的趋势。重点分析了基于硅基或碳基材料的MEMS加速度计、陀螺仪和微型压力传感器的设计原理，以及它们在分布式网络中数据采集的功耗优化问题。讨论了如何应对MEMS传感器在极端温度和振动环境下交叉灵敏度（Cross-Sensitivity）导致的漂移问题。 --- 第二部分：复杂系统信号的智能解调与特征提取（Intelligent Signal Demodulation）本部分从获取到的原始信号出发，探讨如何有效地去除噪声、提取有价值的健康特征，并构建预测模型。第五章：非线性与时变信号的频域分解针对机械系统常见的冲击、滑动摩擦和周期性非线性振动，本章重点介绍了希尔伯特-黄变换（HHT）和经验模态分解（EMD）方法。详细演示了如何利用这些自适应方法，从高度耦合的多成分振动信号中，精确分离出代表特定故障模式的本征模态函数（IMF），从而克服传统快速傅里叶变换（FFT）在非平稳信号分析中的局限性。第六章：深度学习在健康状态分类中的应用本章深入探讨了将深度神经网络应用于机械故障诊断的最新进展。内容包括：如何构建卷积神经网络（CNN）来自动学习原始时域或频域波形中的抽象特征；如何利用长短期记忆网络（LSTM）来捕捉振动信号中的时间依赖性，实现对早期故障发展的序列预测；以及迁移学习在缺乏大量故障样本的小样本诊断场景中的有效策略。第七章：不确定性量化与信息熵分析在工程决策中，对测量误差和模型不确定性的评估至关重要。本章介绍了贝叶斯推断方法在处理传感器噪声和模型参数不确定性时的应用。此外，还详细阐述了近似熵（ApEn）和样本熵（SampEn）等非线性动力学指标，如何量化系统运行的复杂度和随机性，用以区分系统在正常、轻度退化和严重故障状态下的差异。 --- 第三部分：状态驱动的预测性维护与决策支持（Condition-Based Prognostics）本部分将传感器数据和分析结果转化为可操作的工程决策，聚焦于预测寿命和优化维护周期。第八章：残余使用寿命（RUL）的建模与预测本章详细分析了用于预测机械部件残余寿命的数学模型。内容涵盖了基于物理模型的损伤演化（如Paris-Erdogan裂纹扩展模型）与基于数据驱动的寿命预测方法的融合。特别介绍了如何利用卡尔曼滤波（KF）及其扩展形式（EKF/UKF）来实时估计和修正系统的退化轨迹参数，从而提供更稳健的RUL估计。第九章：多源数据融合与决策系统架构现代诊断往往依赖于温度、振动、声学、润滑油分析等多通道数据。本章探讨了如何设计高效的证据理论（Dempster-Shafer Theory）或贝叶斯网络框架，对来自不同传感器、不同测量原理的数据进行权重分配和不确定性融合，以形成对设备健康状态的综合、可信的判断。第十章：闭环控制与主动健康管理本书的最后一部分探讨了如何将实时的健康评估结果反馈到设备的运行控制系统中。内容包括：如何根据实时应力评估结果动态调整电机扭矩输出，以避免超负荷运行（主动减载控制）；以及如何利用状态信息触发自适应的补偿机制，以维持系统在部件退化过程中的性能稳定。本书的深度和广度超越了单一流程的仪表选型和安装规范，致力于构建一个关于如何利用前沿传感科学、高级信号处理和统计预测理论来构建下一代智能制造系统的知识体系。

作者简介

目录信息

目录
1过程测量仪表概述
1.1测量基本知识
1.2仪表的基本技术性能
1.3测量系统的动态误差
2温度测量仪表
2.1概述
2.1.1温度与温标
2.1.2温度标准的传递
2.1.3测温方法及测温仪表分类
2.2热电偶温度计
2.2.1概述
2.2.2热电偶的测温原理
2.2.3热电偶的基本定律
2.2.4常用热电偶的类型
2.2.5热电偶的结构
2.2.6热电偶冷端的温度补偿
2.2.7热电偶测温线路
2.2.8热电偶的校验、焊接及常见故障处理
2.3热电阻温度计
2.3.1热电阻的材料
2.3.2热电阻的结构及类型
2.3.3热电阻的校验
2.3.4热电阻的故障处理
2.4接触式温度计的安装
2.4.1热电偶或热电阻在管道（设备）上的安装
2.4.2电线、电缆与补偿导线的安装
2.5辐射式高温计
2.5.1光学高温计
2.5.2全辐射高温计
2.5.3红外线温度计
2.6温度测量显示仪表
2.6.1动圈式显示仪表
2.6.2自动平衡显示仪表
2.6.3温度数字式显示仪表
3流量测量仪表
3.1概述
3.2差压式流量计
3.2.1差压式流量计的组成
3.2.2节流装置测量原理及流量方程
3.2.3流量方程中系数的讨论
3.2.4标准节流装置
3.2.5差压计
3.2.6差压式流量计的安装要求
3.3涡轮流量计
3.3.1涡轮流量变送器的结构
3.3.2涡轮流量变送器的工作原理
3.3.3涡轮流量计的显示仪表
3.3.4涡轮流量计的安装、使用与维护
3.4电磁流量计
3.4.1电磁流量计的工作原理
3.4.2电磁流量计的激磁方式和干扰抑制
3.4.3电磁流量变送器的结构
3.4.4电磁流量转换器
3.4.5电磁流量计的选用安装及使用
3.5转子流量计
3.5.1转子流量计的工作原理
3.5.2转子流量计的结构形式
3.5.3转子流量计的使用
3.6其他流量计
3.6.1靶式流量计
3.6.2均速管流量计
3.6.3涡街流量计
3.6.4超声波流量计
3.6.5质量流量计
3.7流量计的现场校验法
4压力测量仪表
4.1概述
4.2液柱式压力计
4.3弹性式压力表
4.3.1弹性元件的结构和特性
4.3.2弹性管式压力表
4.3.3电接点压力表
4.3.4霍尔片式远传压力表
4.4电气式压力表
4.4.1应变片式压力表
4.4.2电容式压力表
4.5压力表的选择，校验和安装
4.5.1压力表的选择
4.5.2压力表的校验
4.5.3压力表的安装
5气体成分分析仪表
5.1概述
5.1.1分析仪表的分类及其作用
5.1.2工业分析仪表的组成
5.1.3分析仪表的主要性能指标
5.2热导式气体分析仪
5.2.1热导分析的基本原理
5.2.2热导分析的测量方法
5.2.3热导式CO2分析仪
5.3热磁式氧分析仪
5.3.1气体的磁性质
5.3.2热磁式氧分析仪的工作原理
5.3.3热磁式氧分析仪检测器的结构
5.3.4热磁式氧分析仪的测量电路
5.4氧化锆氧量分析仪
5.4.1工作原理
5.4.2氧化锆探头的结构
5.4.3氧化锆氧量分析仪的基本组成及应用
6过程控制仪表概述
6.1概述
6.1.1控制仪表与自动控制系统
6.1.2控制仪表的分类和发展
6.2电动控制仪表的信号制及传输方式
6.2.1信号制
6.2.2电信号的传输方式
7电动单元组合仪表
7.1电动单元组合仪表概述
7.1.1电动单元组合仪表的分类
7.1.2电动单元组合仪表的命名
7.1.3DDZ－Ⅱ、Ⅲ型仪表的主要特点
7.2防爆及防爆仪表基本知识
8变送单元
8.1变送器的构成原理
8.2变送器的零点调整和零点迁移
8.3Ⅲ型差压变送器
8.3.1工作原理
8.3.2结构
8.3.3低频位移检测放大器
8.3.4差压变送器的调校与检修
8.4电容式差压变送器
8.4.1概述
8.4.2测量部分
8.4.3转换放大电路
8.5温度变送器
8.5.1Ⅱ型温度（温差）变送器
8.5.2DDZ－Ⅲ型温度变送器
9调节单元
9.1概述
9.2基本调节规律
9.3DDZ－Ⅱ型调节器
9.3.1概述
9.3.2输入回路
9.3.3自激调制式直流放大器
9.3.4P1D反馈回路及整机动态分析
9.3.5手动操作与自动跟踪电路
9.3.6输出限幅电路
9.3.7DTL－121调节器的校验及检修
9.4DDZ－Ⅲ型调节器
9.4.1概述
9.4.2基型调节器
9.4.3Ⅲ型调节器的调校与故障处理
10运算单元
10.1概述
10.2DDZ－Ⅲ型乘除器
10.2.1乘除器实现原理
10.2.2Ⅲ型乘除器的基本结构
10.3Ⅲ型开方器
11执行单元
11.1概述
11.2DDZ－Ⅱ型电动执行器
11.2.1伺服放大器
11.2.2执行器
11.2.3Ⅱ型DKJ电动执行器的调校
参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我是在准备一个大型化工厂升级改造项目的过程中，被同事推荐使用这本书的。当时我们正面临如何将老旧的气动和模拟仪表系统，平稳过渡到全新的全数字化的智能仪表网络的问题。这本书的价值立即显现出来，尤其是在“仪表选型与规范化”这一块。作者非常注重工程实践中的标准和规范，书中列举了大量的国家和行业标准中关于本质安全、防爆等级以及仪表信号标准化的要求。这部分内容非常“接地气”，不像很多理论书籍只谈理想状态。我特别喜欢书中关于“仪表安装环境对测量准确性的影响”的章节，它细致地分析了振动、电磁干扰以及温度梯度对精密测量的破坏性，并给出了具体的屏蔽和安装建议。阅读这些内容时，仿佛有一位经验丰富的项目经理在耳边指导你如何规避常见的“坑”。此外，书中对仪表维护和故障诊断的流程描述，逻辑性极强，成体系的排查思路，极大地提高了我们在现场解决突发问题的效率。它不仅仅是告诉我“是什么”，更重要的是教会了我“怎么办”和“为什么这么做”。

☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图风格，坦白讲，是略微过时了。如果你期待的是那种高分辨率、色彩鲜明的现代技术手册，那么你可能会略感失望。许多流程图看起来像是用早期的 CAD 软件绘制的，线条略显粗糙，部分示意图的标注也显得有些拥挤。然而，这种“老派”的呈现方式反而带来了一种奇异的稳定感和权威性。它不像那些紧跟潮流的出版物，热衷于炒作最新的概念，而是沉下心来打磨核心知识点。书中对各种执行器（如调节阀、泵、加热器）的动态特性分析，尤其深入，这是很多只关注“测”和“控”的书中容易忽略的部分。作者清晰地阐述了阀门特性曲线的线性化处理、执行器惯性对控制系统响应的影响，以及如何通过选型来匹配被控对象。通过这些分析，我才真正理解，一个看似简单的温度控制回路，其最终表现，往往受制于那个最慢的执行元件。对于致力于系统优化而非仅仅是回路搭建的人来说，这部分内容极具启发性。

☆☆☆☆☆

说实话，这本书的篇幅颇为可观，内容密度大得惊人，初次翻阅时有种面对高墙的感觉。我本来以为它会更侧重于现代 DCS 或 PLC 系统的集成应用，但没想到它的大部分笔墨都花在了对“控制”这个动作背后的物理和数学基础的深挖上。例如，在讨论 PID 控制器的整定部分，作者没有直接给出那些我们常见于手册中的“经验公式”，而是花了整整三个章节来推导开环系统响应曲线的建立，以及如何根据波特图和根轨迹来确定最佳的比例、积分和微分系数。这种“刨根问底”的写法，对于那些想深入理解控制系统稳定性和性能极限的读者来说，简直是福音，但对于只想快速套用参数的现场人员来说，可能就显得有些冗长和晦涩了。书中对各种控制策略的介绍也相当全面，从基础的单回路控制，到前馈控制、比值控制，乃至一些复杂的多变量控制模型，都有涉及，展现了作者对过程控制领域广博的知识储备。唯一的遗憾是，对于最新的基于模型的预测控制（MPC）技术，篇幅相对较少，可能受限于出版时间，但就传统控制理论的深度而言，这本书绝对达到了教科书级别的水准。

☆☆☆☆☆

坦白讲，我最初购买这本书的动机，更偏向于拓展知识面，而不是解决眼前的具体技术难题。我所在的领域更偏向于数字信号处理和高级算法，对传统的模拟仪表和经典的反馈控制理论接触较少。然而，读完这本书后，我发现对于理解现代控制系统的底层逻辑至关重要。书中对信号的采集、滤波、模数转换的原理探讨，虽然略显基础，但其严谨性是无可挑剔的。特别是关于噪声抑制和抗干扰的章节，它不仅仅停留在“使用屏蔽电缆”这种初级建议上，而是深入探讨了滤波器在频域中的作用，以及如何设计一个适合特定工业环境的数字滤波器。这本书的价值在于它提供了一个坚实的地基。没有对这些基本物理量如何精确、稳定地被采集和转换的深刻理解，上层的复杂算法终究会建立在流沙之上。它像是一部关于“工业界基础科学”的史诗，朴实无华，但每一页都蕴含着经过时间检验的工程智慧，是任何从事过程自动化领域的人都应该常备和时常翻阅的经典著作。

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这本书的封面设计相当朴实，那种传统工业教材的风格，没有太多花哨的色彩和现代感，一看就知道是面向实际操作和理论学习的专业书籍。我当初买它的时候，主要是冲着“过程测量”这几个字去的，因为我目前的工作涉及到一些流程工业的自动化系统，对各种传感器和变送器的原理与应用总是感觉理解得不够透彻。拿到书后，首先映入眼帘的是大量的图表和流程示意图，这对我快速建立宏观概念非常有帮助。书中对温度、压力、流量、液位这四大核心参数的测量原理讲解得极为详尽，无论是传统的机械式仪表，还是后来引入的智能型、基于非接触式原理的测量器件，作者都进行了深入浅出的分析。特别是关于误差来源和校准方法的章节，写得非常具有实战价值，感觉作者不仅仅是理论研究者，更是一个在现场摸爬滚打多年的工程师。我对其中关于动态响应特性的分析印象深刻，它解释了为什么某些测量值会出现滞后或振荡，这对优化控制回路的参数设置至关重要。整体而言，这本书为我构建了一个扎实的测量技术知识体系，让我从“会用”提升到了“理解为什么这样用”的层次，是本不可多得的工具书。

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