安全檢測技術與監(jiān)測期末試題

1、安全檢測技術與監(jiān)測試題 A一、單項選擇題（本大題共8 個小題，每題3 分，共計24 分）。1. 壓電式傳感器目前多用于測量（A）A. 靜態(tài)的力或壓力B. 動態(tài)的力或壓力C. 流量D. 溫度2. 磁阻率反映出通過磁阻傳感器可獲得的最大信號強度。一般各向異性磁阻傳感器（AMR）的磁阻率為（A）A. 1-2%B. 5-6%C. 10-20%D. 20-50%3. 下述何種傳感器的主要缺點是響應較慢，不宜于快速動態(tài)測量（B ）A. 電容式傳感器B. 電感式傳感器C. 電阻式傳感器D. 壓電傳感器4.A. 改變極板間距離B. 改變極板間電壓5. 測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與（B ）A. 具體測試系統(tǒng)的物理結構有

2、關C. 輸入信號有關6不能采用非接觸方式測量的傳感器是（A.霍爾傳感器B.光電傳感器B）C. 改變極板面積D. 改變介電常數(shù)B. 具體測試系統(tǒng)的物理結構無關D. 輸出信號有關C ）C.熱電偶 D.渦流傳感器7影響壓電式加速度傳感器低頻響應能力的是（D ）A.電纜的安裝與固定方式B.電纜的長度C.前置放大器的輸出阻抗D.前置放大器的輸入阻抗8固體半導體攝像元件CCD 是一種（C）A. PN結光電二極管電路B. PNP型晶體管集成電路D NPN 型晶體管集成電路C MOS 型晶體管開關集成電路12小題，每小題3分，共 36分）其電阻值隨著機械變形的變化而發(fā)生變1 . 金屬導體在受到外力作用而發(fā)生機

3、械變形時，化，這種現(xiàn)象叫做電阻的應變效應。2 . 常用的壓磁元件材料是：硅鋼片、坡莫合金、鐵氧體3 . 利用電容效應的傳感器有極距變化型傳感器，面積變化型傳感器，介電常數(shù)變化型電容傳感器三種傳感器。4 .半導體應變片傳感器的工作原理是基于 壓阻效應，霍爾式傳感器的工作原理是基于 霍爾效應，壓電式傳感器的工作原理是利用某些材料的壓電 效應。5 .常用的光敏電阻的材料有：硅、錯、硫化鎘、_。6 .電阻應變片傳感器按制造材料可分為 金屬材料和半導體材料、它們在受到外力 時電阻發(fā)生變化，其中的電阻變化主要是由 電阻應變效應 形成的。7 .聲壓是指有聲波時介質(zhì)的壓強對其_靜壓力的變化量，是一個周期量。通

4、常以均方 根值來衡量其大小并用p來表示，單位為Pa （帕）8 .磁聲發(fā)射檢測技術利用了鐵磁性材料的 磁致伸縮效應。9 .在考察噪聲對人們的危害程度時，除了要分析噪聲的 強度 和 頻率 外.還要注 意噪聲的 作用時間，因為噪聲對人的危害程度與這三個因素均有關。10 .爆炸極限濃度通常用可燃性氣體的 體積分數(shù)表示，爆炸下限用LEL_表示；爆炸上 限用UEL_表示。11 .半導體光敏電阻的敏感光波長為一納米一級。12 .煙霧沒有嚴格科學的定義，一般是把人們?nèi)庋劭梢?的燃燒生成物，其粒子直徑在 _110 N m的液體或固體微粒與氣體的混合物稱為煙霧。三、簡答題（本大題共5小題，每小題8分，共40分）1

5、. 簡述可燃及有毒氣體定義。答：凡在空氣中可以燃燒的氣體都屬于可燃性氣體，或爆炸上限與爆炸下限含量差大于20%勺氣體稱為可燃性氣體。在工業(yè)生產(chǎn)過程中使用或產(chǎn)生的對人體有害，能引起慢性或急性中毒的氣體或蒸汽稱為 有毒氣體。2. 光電效應有哪幾種類型？與之對應的光電元件各有哪些？簡述各光電元件的優(yōu)缺 點。答：光電效應根據(jù)產(chǎn)生結果的不同， 通?？煞譃橥夤怆娦?nèi)光電效應和光生伏特效 應三種類型。光電管和光電流倍增管是屬于外光電效應的典型光電元件。光電倍增管的優(yōu)點是靈敏度高，比光電管高出幾萬倍以上，輸出線性度好，頻率特性好；缺點是體積大、易破碎， 工作電壓高達上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光測

6、量和要求反應速度很快的場 合?；趦?nèi)光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管。光敏電阻具有很高的靈敏度，光譜響應的范圍可以從紫外線區(qū)域到紅外線區(qū)域，而且體積小，性能穩(wěn)定，價格較低，所以被廣泛應用在自動監(jiān)測系統(tǒng)中。在使用光敏電阻時，光電流并不是隨光強改變而立刻做出相應的變化，而是具有一定的滯后，這也是光敏電阻的缺點之一。光敏三極管的靈敏度比二極管高，但頻率特性較差，暗電流較大。光敏晶閘管輸出功率比它們都大，主要用于光控開關電路及光耦合器中?；诠馍匦墓怆娫饕枪怆姵亍米顝V泛的是硅光電池，它具有性能穩(wěn)定，光譜范圍寬，頻率特性好，傳遞效率高、能耐高溫輻射等優(yōu)點

7、。3. 粉塵檢測有哪幾種方法？答： 粉塵檢測方法主要有：光學顯微鏡法，電集塵法，濾紙取樣法，掃描顯微鏡檢測法，B射線測塵方法，光電測塵方法4. 列舉常用的5 種火災探測方法并對比其應用范圍。答： 火災的探測方法目前主要有：空氣離化探測法，熱 （溫度） 檢測法， 光電探測方法，光輻射或火焰輻射探測方法以及可燃氣體探測法。對于普通可燃物質(zhì)燃燒過程，用光電探測法和空氣離化法應用最廣、探測最及時，用熱（溫度）檢測法則相對較遲緩，但它們都是廣泛使用的火災探測方法；其他兩種探測方法僅在一定范圍內(nèi)使用。5. 簡述可燃粉塵的爆炸過程。答： 可燃粉塵爆炸通常可分為兩個步驟，即初次爆炸和二次爆炸。當粉塵懸浮于含有

8、足以維持燃燒的氧氣的環(huán)境中，并有合適的點火源時，初次爆炸能在封閉的空間中發(fā)生。如果發(fā)生初次爆炸的裝置或空間是輕型結構，則燃燒著的粉塵顆粒產(chǎn)生的壓力足以摧毀該裝置或結構，其爆炸效應必然引起周圍環(huán)境的擾動，使那些原來沉積在地面上的粉塵彌散， 形成粉塵云。該粉塵云被初始的點火源或初次爆炸的燃燒產(chǎn)物所引燃，由此產(chǎn)生的二次爆炸的膨脹效應往往是災難性的，壓力波能傳播到整個廠房而引起結構物倒塌。由于此壓力效應，粉塵爆炸的火焰能傳播到較遠的地方，會把火焰蔓延到初次爆炸以外的地方。安全檢測技術與監(jiān)測試題B一、單項選擇題（本大題共8 個小題，每題3 分，共計24 分）。1 .在下列元件中不屬于光電元件的是（A ）

9、A.光纖B.光敏電阻C.光電池D.光敏晶體管2 .下列被測物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是（ C ）A .壓力B .力矩C.溫度D.厚度3 .不能用渦流式傳感器進行測量的是（C ）A.位移B.材質(zhì)鑒別C.非金屬材料D.探傷4 .屬于傳感器動態(tài)特性指標的是（D ）A.重復性 B.線性度C.靈敏度D.固有頻率5 .霍爾元件采用恒流源激勵是為了（ C）A.提高靈敏度B.克服溫漂C.減小不等位電勢6 .光敏二極管屬于（B ）A.外光電效應B.內(nèi)光電效應C.光生伏特效應7 .光電池在測光電路中通常處于何種偏置狀態(tài)（C ）A.正向B.反向C.零8 .溫度上升，光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管的暗電流

10、（A）A.上升B.下降C.不變二、填空題（本大題共12小題，每小題3分，共36分）1 .壓阻效應常用的半導體電阻材料為硅和錯_。2 .電容效應是將被測量（尺寸、壓力等）的變化轉換成一電容量_變化。1.1. 爾元件多采用_N_型半導體材料，常用材質(zhì)為 _Ge、Si、InSb;4 .外光電效應器件主要有：.光電真空（充氣）管和光電倍增管_05 .熱電式傳感器中，能將溫度變化轉換為 電阻變化的一類稱為熱電阻、而能將溫度變 化轉換為電勢的稱為 熱電偶，其中熱電偶式傳感器在應用時需要做溫度補償（冷端補 償）。6 .電磁導波檢測技術利用了鐵磁性材料的 磁致伸縮效應。7 .產(chǎn)生磁聲發(fā)射須具備兩個條件：磁化時

11、磁疇的巴克豪森跳躍 和磁疇有體積應變。8 .當金屬板置于變化磁場中或在磁場中運動時，在金屬板中會產(chǎn)生渦流。渦流的大小與金屬板的電阻率、磁導率、厚度、金屬板與線圈距離、激勵電流，角頻率等參數(shù)有關。9 .在工業(yè)生產(chǎn)過程中進行有毒氣體監(jiān)測時，是以有毒氣體 濃度為檢測對象，并以有毒 氣體的最高允許濃度為標準確定監(jiān)測與報警指標。10 .可燃性氣體的監(jiān)測標準：一般取爆炸下限的 10 %左右作為報警閾值,當可燃性 氣體的濃度繼續(xù)上升，一般達到其爆炸下限的 20%25_%時，監(jiān)控功能中的聯(lián)動控 制裝置將產(chǎn)生動作，以免形成火災及爆炸事故。11 .光電探測方法是以早期火災產(chǎn)生的 煙氣為檢測對象的火災探測方法。12

12、 .光電效應分為內(nèi)光電效應和外光電效應 兩大類。三、簡答題(本大題共5小題，每小題8分，共40分)1 .請畫出惠斯登電橋電路圖，并寫出電橋電壓輸出公式。2 .簡述磁記憶檢測研究需要解決的幾個核心問題及目前問題的關鍵。答 磁記憶的物理機制，如存在多種可能，則需確定各因素主次關系；表征磁記憶現(xiàn)象的磁場(檢測到的磁場)和地磁場的關系；磁記憶場分布和應力場的關系，應力集中檢測的深入定性；磁記憶場和應力場的數(shù)值對應關系，應力集中的定量檢測。目前問題的關鍵是，應力集中引起的磁場畸變尚無定論。3 .目前用于檢測磁場的方法有多種，在具體選擇時，需要著重考慮哪些因素?答：目前用于檢測磁場的方法有多種，在具體選擇

13、時，著重考慮如下因素：(1)檢測磁場范圍；(2)靈敏度；(3)頻率響應范圍，能否實現(xiàn)高速檢測；(4)抗干擾能力(如抗溫度漂移的能力)；（ 5）檢測信號的動態(tài)性能；（ 6）工作壽命；（ 7）對提離效應的敏感程度；（ 8）檢測傳感器的綜合成本（包括檢測電路的復雜程度、使用成本等）；（ 9）檢測傳感器的尺寸和體積，能否實現(xiàn)高分辨率檢測。4. 簡述硅光電池的主要應用場合。答 ： （1）能源- 硅光電池串聯(lián)或并聯(lián)組成電池組與鎳鎘電池配合，可作為宇宙飛行器等設備的電源；（ 2）光電檢測器件- 用作近紅外探測器、光電讀出、光電耦合、激光準直、電影還音等設備的光感受器。（ 3）光電控制器件- 用作光電開關等光

14、電控制設備的轉換器件。5. 安全檢測與監(jiān)測系統(tǒng)的設計過程有哪些？要遵循哪些原則？答： 設計過程包括：可行性研究、初步設計、詳細設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)測試 （調(diào)試）和系統(tǒng)運行；遵循的原則：可靠性原則，使用方便原則，開放性原則，經(jīng)濟性原則，開發(fā)周期短原則。安全檢測技術與監(jiān)測試題C一、單項選擇題（本大題共8 個小題，每題3 分，共計24 分）。1 . 金屬熱電阻式溫度傳感器所測量的溫度越高，其敏感元件中自由電子的運動（B ）A. 越規(guī)則B. 越不規(guī)則C. 呈正態(tài)分布D. 呈線性分布2 . 半導體應變片的工作原理是基于（C）A. 壓電效應B. 壓磁效應C. 壓阻效應D. 熱電效應3 . 在常用的測振傳感

15、器中，適合測量振動位移的是（A ）A. 電感式傳感器B. 壓電式傳感器C. 磁電式傳感器D. 電動式傳感器4 . 關于光敏電阻，下列說法錯誤的是（A）A. 光敏電阻既可作檢測元件，也可作開關元件B. 光敏電阻的光譜特性與光敏電阻本身材料有關，需選擇合適光源配合使用C. 在一定的光照度下，光敏電阻所加的電壓越大，光電流越大，而且無飽和現(xiàn)象D.多數(shù)光敏電阻的時延都比較大，所以，它不能用在要求快速響應的場合5 .固體半導體攝像元件簡稱（A ）A. CCDB. VCDC. VTRD. VCR6 .熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢（C ）A.與導體材料有關B.與冷端熱端溫度差有關C. A, B均正確D. A, B

16、均不正確7 .適合于使用紅外傳感器進行測量的被測物理量是（ B）A .轉速B .溫度C .厚度D.加速度8 .在典型噪聲干擾抑制方法中，差分放大器的作用是（ B ）A.克服用擾B.抑制共模噪聲C.抑制差模噪聲D.消除電火花干擾二、填空題（本大題共12小題，每小題3分，共36分）1 .表征傳感器靜態(tài)特性的指標有線性度、靈敏度、重復性等。2 .壓電式位移傳感器的基本工作原理是將位移量轉換為力的變化，然后利用壓電效應將力的變化轉換為電信號。3 .霍爾式壓力傳感器適用于靜態(tài)或變化緩慢_壓力的測量。4 .傳感器的動態(tài)特性取決于傳感器的本身及輸入信號的形式。5 .電位器式傳感器通過移動 滑動觸點把位移轉換

17、為電阻絲的長度變化，從而改變電阻 值大小,繼而將這種變化值轉換成 電壓或電流的變化值。6 .電容式壓力計廣泛用于位移，震動、加速度、荷重等機械量的測量。7 .熱電阻式傳感器分為金屬熱電阻式和 熱敏電阻式兩大類。8 .電橋的靈敏度是指 單位輸入量時的輸出變化量。9 .下圖所示傳感器為 差動型自感式傳感器。10 .壓電式加速度傳感器的頻率范圍廣、動態(tài)范圍寬、靈敏度高，故應用較廣泛。11 .常用溫標包括三大類：經(jīng)驗溫標，熱力學溫標和國際溫標。12 .箔式電阻應變片很薄，因而所能感受到的 應力狀態(tài)與試件表面的更接近。三、簡答題（本大題共5小題，每小題8分，共40分）1.簡要說明電容式傳感器的原理。答：

18、電容式傳感能將被測量轉換為傳感器電容變化。 傳感器有動靜兩個板板，板板間的 電容為：C 0 rA/ 0 ,式中：£ 0 真空介電常數(shù)：x 10 12 F/m £ r介質(zhì)的相對介電常數(shù)6兩極板間的距離有關A極板的有效面積當動板板運動或極板間的介質(zhì)變化就會引起傳感器電容值的變化，從而構成變極距式、 變面積式和變介質(zhì)型的電容式傳感器。2 .簡述磁致伸縮效應在無損檢測中應用的機理。答：根據(jù)鐵磁性材料的磁致伸縮特性，鐵磁性鋼管在變化的外磁場中被激勵時，其外型尺寸會發(fā)生變化，即產(chǎn)生磁致伸縮應變，從而在鐵磁性鋼管內(nèi)激發(fā)彈性波。反過來，因 為逆磁致伸縮效應，當彈性波沿著鐵磁性鋼管傳播時，其

19、磁性將發(fā)生變化，導致了介質(zhì)中磁感應的變化。實際上，在波傳播過程中，介質(zhì)各部分均發(fā)生變化，與此相應，介質(zhì) 磁導率也將發(fā)生變化，它反過來使波的傳播特性也發(fā)生變化， 進而導致鐵磁體內(nèi)磁感應 強度發(fā)生變化，而變化的磁感應強度必定引起接收線圈中的電壓變化（根據(jù)法拉第電磁感應定律），通過測量電壓信號彈性波的反射情況，即可檢測出鐵磁性鋼管中是否 存在腐蝕、裂紋、破損等缺陷。這就是磁致伸縮效應在無損檢測中應用的機理?；颍嚎梢院唵蔚貧w納如下.1）彈性波產(chǎn)生.基于磁致伸縮效應：即鐵磁性材料在外磁場的作用下其實際的外 型尺寸將發(fā)生小的改變.2）彈性波檢測.基于磁致伸縮逆效應：即鐵磁性材料受到機械應力（或應變）時，其 磁感應強度將發(fā)生變化.3 .電感式傳感器的工作原理是什么？能夠測量哪些物理量？答：電感式傳感器是利用電磁感應原理，將被測非電量的變化轉換成線圈的電感（或互 感）變化的一種機電轉換裝置。利用電感式傳感器可以把連續(xù)變化的線位移或角位移