安建院材料学各课程教学大纲：过程检测及控制

《过程检测及控制》教学大纲课程编号：课程名称：过程检测及控制英文名称：ProcessMeasurementandControlling学时：54(理论教学)/12(实验)学分：7授课对象：材料科学与工程专业本科生课程性质：任选先修课程：传热学、电工学、高等数学、流体力学、数理统计一、课程教学目标本课程主要研究各种热工过程参数的检测方法和检测仪表，涉及传热学、电工学、高等数学、流体力学、电磁学、微机原理等方面知识，通过本课程的学习，使学生掌握过程控制仪表的组成、原理、工程选用方法；常规过程控制系统的基本控制方法与工程设计；了解计算机过程控制系统的原理及集散控制系统的组成与应用。培养学生正确地选择和使用传感器、检测仪表和一定的设计检测系统的能力，了解测量数据的处理方法和新的检测技术，为学生毕业后在工作中能解决某些参数的检测问题和控制系统设计打下一定的基础。二、教学内容及基本要求本课程的主要内容组成：分为4篇15章；包含检测技术基础；主要过程参数测量；过程控制系统的组成与设计；硅酸盐工程测量技术。第一篇：检测技术基础测量概述基本内容：测量的意义、测量方法测量系统测量误差测量仪表的品质指标测量技术的发展基本要求：明了测量的基本意义，常用的测量方法；掌握测量系统的基本组成，误差的基本概念、分类；测量仪表的品质指标。了解测量技术发展趋势。测量误差与数据处理基础基本内容：随机误差的分布规律直接测量误差分析与处理间接测量误差分析与处理粗大误差系统误差误差的综合基本要求：理解随机误差的分布规律及特点，掌握直接测量误差的分析处理方法，掌握判断粗大误差的判据和坏之的剔除方法，学会削弱或消除系统误差的方法。第二篇：主要过程参数测量温度检测仪表基本内容：温标及温度计热电偶测量温度热电阻测量温度其他接触式测温仪表接触式测温技术的误差分析非接触式温度测量技术基本要求：了解温标建立的历史，温标的种类；对于接触式测温仪表，重点掌握热电偶测量温度的原理、测温方法及影响因素；常见热电偶的种类，热电偶测温仪表的电路组成；理解热电阻测量温度的方法、原理和注意事项；学会分析接触式测温仪表的误差组成及如何减少测量误差。在非接触式温度测量仪表中，重点掌握光学高温计、光电比色高温计、红外温度计的测温原理及基本组成、测温方法。压力检测仪表基本内容：常规测压方法与仪表压力信号的远传方法流体流动时的压力测量基本要求：了解常规的测压方法；掌握弹性式压力计的组成，信号的远传方法，安装的注意事项；学会测量流体流动时的动压力和静压力。流量检测仪表基本内容：流量测量概述节流式流量计速度式流量计容积式流量计冲击式流量计其他流量计基本要求：了解常用的流量测量方法，掌握节流式流量计测量原理及流量方程，标准节流装置的有关参数，安装条件，适用范围，设计计算以及误差来源；理解涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计等的工作原理与结构；对于容积式流量计，理解常用的容积式流量计的特点、适用范围；对于固体粉状物料流量的测量，掌握冲击式流量计的工作原理；了解其他流量计如哥式力流量计、量热式流量计的基本原理。物料电子秤基本内容：应变电阻荷重传感器应变检测电桥电子秤基本要求：掌握物料电子秤的基本工作原理，信号转换、传输方式；电子皮带秤的工作原理、标定方法等。物位检测仪表基本内容：浮力式液位计差压式液位计电容式物位计放射性物位计其他物位计基本要求：了解常用物位检测仪表的工作原理、安装方式、适用对象等。第三篇：过程控制系统的组成与设计自动控制系统的基本概念基本内容：自动控制系统概述控制系统的过渡过程和控制指标被控过程的特性调节器的特性简单控制系统的设计调节器参数的工程整定基本要求：掌握简单自动控制系统的基本组成，理解控制系统的过渡过程和控制指标、被控过程的特性参数；理解调节器的特性，调节规律对控制质量的影响及调节规律的选择；了解简单控制系统的设计过程和调节器参数的工程整定方法。过程控制仪表与装置基本内容：模拟调节仪表的分类和特性DDZ-=3\*ROMANIII型电动单元组合仪表执行器可编程序调节器基本要求：了解模拟调节仪表的分类和特性；理解DDZ-=3\*ROMANIII型电动单元组合仪表中常用单元如：变送单元、调节单元和执行单元的基本电路组成原理；理解常用的执行器的特点和组成，常用调节阀的主要类型、特性曲线、流通能力等。了解可编程调节器的组成与功能。集散控制系统介绍基本内容：集散控制的概念集散控制系统的系统结构集散控制系统的硬件组成集散控制系统的软件基本要求：理解集散控制的概念，了解集散控制系统的系统结构、硬件组成和相应的软件配置。第四篇：硅酸盐工程测量技术粉体特性的测量基本内容：粉体粒度的测量粉体流动性的测量基本要求：了解常用的粉体粒度测量方法和粉体流动性的评判指标及测量方法。两相流流量测量概述基本内容：两相流的基本形态与流量测量气力输送物料流量（浓度）的测量气力输送中各参数的测量基本要求：理解两相流的基本形态与相应的流量测量方法；熟悉气力输送过程中物料流量（浓度）和其他各参数的测量方法。烟气成分的测量基本内容：奥氏分析法热导式分析法红外线分析法基本要求：掌握奥氏分析法的原理和奥氏气体分析仪的主要组成部分、分析过程等；了解其他的烟气成分测量方法，如：热导式分析法、红外线分析法等。气体含尘率的测量与计算基本内容：测量仪器及设备；粉尘浓度的测量方案及计算基本要求：了解体含尘率的测量与计算方法。气体湿含量的测量与计算基本内容：吸收法干湿球温度计法冷凝法基本要求：了解常用的气体时含量的测量与计算过程。三、教学安排及方式过程检测及控制是一门与专业技术关系较为密切的辅助课程，其教学以课内讲授为主，配合实验等教学环节。第七学期计划讲授54学时，实验安排12学时。检测技术基础测量概述2测量误差与数据处理基础4主要过程参数测量温度检测仪表8压力检测仪表2流量检测仪表8物料电子秤2物位检测仪表2过程控制系统的组成与设计自动控制系统的基本概念6过程控制仪表与装置6集散控制系统介绍22硅酸盐工程测量技术粉体特性的测量28两相流流量测量概述4烟气成分的测量2气体含尘率的测量与计算1气体湿含量的测量与计算1总结2四、教材或参考书：《热工参数测量与处理》 清华大学出版社《硅酸盐工程