安全检测技术与监测期末试题

安全检测技术与监测试题A一、单项选择题（本大题共8个小题，每题3分，共计24分）。1.压电式传感器目前多用于测量（A）A.静态的力或压力B.动态的力或压力C.流量D.温度2.磁阻率反映出通过磁阻传感器可获得的最大信号强度。一般各向异性磁阻传感器（AMR）的磁阻率为（A）A.1-2%B.5-6%C.10-20%D.20-50%3.下述何种传感器的主要缺点是响应较慢，不宜于快速动态测量（B）A.电容式传感器B.电感式传感器C.电阻式传感器D.压电传感器4.下列方法不可以改变电感式传感器的电容的是（B）A.改变极板间距离B.改变极板间电压C.改变极板面积D.改变介电常数5.测试系统的传递函数与（B）A.具体测试系统的物理结构有关B.具体测试系统的物理结构无关C.输入信号有关D.输出信号有关6．不能采用非接触方式测量的传感器是（C）A．霍尔传感器B．光电传感器C．热电偶D．涡流传感器7．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（D）A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗8．固体半导体摄像元件CCD是一种（C）A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路二、填空题（本大题共12小题，每小题3分，共36分）1.金属导体在受到外力作用而发生机械变形时，其电阻值随着机械变形的变化而发生变化，这种现象叫做电阻的应变效应。2.常用的压磁元件材料是：硅钢片、坡莫合金、铁氧体3.利用电容效应的传感器有极距变化型传感器，面积变化型传感器，介电常数变化型电容传感器三种传感器。4.半导体应变片传感器的工作原理是基于压阻效应，霍尔式传感器的工作原理是基于霍尔效应，压电式传感器的工作原理是利用某些材料的压电效应。5.常用的光敏电阻的材料有：硅、锗、硫化镉、。6.电阻应变片传感器按制造材料可分为①金属材料和②半导体材料，它们在受到外力时电阻发生变化，其中①的电阻变化主要是由电阻应变效应形成的。7.声压是指有声波时介质的压强对其静压力的变化量，是一个周期量。通常以均方根值来衡量其大小并用p来表示，单位为Pa（帕）8.磁声发射检测技术利用了铁磁性材料的磁致伸缩效应。9.在考察噪声对人们的危害程度时，除了要分析噪声的强度和频率外，还要注意噪声的作用时间，因为噪声对人的危害程度与这三个因素均有关。10.爆炸极限浓度通常用可燃性气体的体积分数表示，爆炸下限用LEL表示；爆炸上限用UEL表示。11.半导体光敏电阻的敏感光波长为纳米级。12.烟雾没有严格科学的定义，一般是把人们肉眼可见的燃烧生成物，其粒子直径在～10μｍ的液体或固体微粒与气体的混合物称为烟雾。三、简答题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.简述可燃及有毒气体定义。答：凡在空气中可以燃烧的气体都属于可燃性气体，或爆炸上限与爆炸下限含量差大于20%的气体称为可燃性气体。在工业生产过程中使用或产生的对人体有害，能引起慢性或急性中毒的气体或蒸汽称为有毒气体。2.光电效应有哪几种类型？与之对应的光电元件各有哪些？简述各光电元件的优缺点。答：光电效应根据产生结果的不同，通常可分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应三种类型。光电管和光电流倍增管是属于外光电效应的典型光电元件。光电倍增管的优点是灵敏度高，比光电管高出几万倍以上，输出线性度好，频率特性好；缺点是体积大、易破碎，工作电压高达上千伏，使用不方便。因此它一般用于微光测量和要求反应速度很快的场合。基于内光电效应的光电元件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管。光敏电阻具有很高的灵敏度，光谱响应的范围可以从紫外线区域到红外线区域，而且体积小，性能稳定，价格较低，所以被广泛应用在自动监测系统中。在使用光敏电阻时，光电流并不是随光强改变而立刻做出相应的变化，而是具有一定的滞后，这也是光敏电阻的缺点之一。光敏三极管的灵敏度比二极管高，但频率特性较差，暗电流较大。光敏晶闸管输出功率比它们都大，主要用于光控开关电路及光耦合器中。基于光生伏特效应的光电元件主要是光电池。应用最广泛的是硅光电池，它具有性能稳定，光谱范围宽，频率特性好，传递效率高、能耐高温辐射等优点。3.粉尘检测有哪几种方法？答：粉尘检测方法主要有：光学显微镜法，电集尘法，滤纸取样法，扫描显微镜检测法，β射线测尘方法，光电测尘方法4.列举常用的5种火灾探测方法并对比其应用范围。答：火灾的探测方法目前主要有：空气离化探测法，热（温度）检测法，光电探测方法，光辐射或火焰辐射探测方法以及可燃气体探测法。对于普通可燃物质燃烧过程，用光电探测法和空气离化法应用最广、探测最及时，用热（温度）检测法则相对较迟缓，但它们都是广泛使用的火灾探测方法；其他两种探测方法仅在一定范围内使用。5.简述可燃粉尘的爆炸过程。答：可燃粉尘爆炸通常可分为两个步骤，即初次爆炸和二次爆炸。当粉尘悬浮于含有足以维持燃烧的氧气的环境中，并有合适的点火源时，初次爆炸能在封闭的空间中发生。如果发生初次爆炸的装置或空间是轻型结构，则燃烧着的粉尘颗粒产生的压力足以摧毁该装置或结构，其爆炸效应必然引起周围环境的扰动，使那些原来沉积在地面上的粉尘弥散，形成粉尘云。该粉尘云被初始的点火源或初次爆炸的燃烧产物所引燃，由此产生的二次爆炸的膨胀效应往往是灾难性的，压力波能传播到整个厂房而引起结构物倒塌。由于此压力效应，粉尘爆炸的火焰能传播到较远的地方，会把火焰蔓延到初次爆炸以外的地方。安全检测技术与监测试题B一、单项选择题（本大题共8个小题，每题3分，共计24分）。1.在下列元件中不属于光电元件的是（A）A.光纤B.光敏电阻C.光电池D.光敏晶体管2.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（C）A．压力B．力矩C．温度D．厚度3.不能用涡流式传感器进行测量的是（C）A.位移B.材质鉴别C.非金属材料D.探伤4．属于传感器动态特性指标的是（D）A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率5.霍尔元件采用恒流源激励是为了（C）A.提高灵敏度B.克服温漂C.减小不等位电势6.光敏二极管属于（B）A.外光电效应B.内光电效应C.光生伏特效应7.光电池在测光电路中通常处于何种偏置状态（C）A.正向B.反向C.零8.温度上升，光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的暗电流（A）A.上升B.下降C.不变二、填空题（本大题共12小题，每小题3分，共36分）1.压阻效应常用的半导体电阻材料为硅和锗。2.电容效应是将被测量（尺寸、压力等）的变化转换成电容量变化。3..霍尔元件多采用N型半导体材料，常用材质为Ge、Si、InSb;4.外光电效应器件主要有：.光电真空（充气）管和光电倍增管。5.热电式传感器中，能将温度变化转换为电阻变化的一类称为热电阻，而能将温度变化转换为电势的称为热电偶，其中热电偶式传感器在应用时需要做温度补偿(冷端补偿)。6.电磁导波检测技术利用了铁磁性材料的磁致伸缩效应。7.产生磁声发射须具备两个条件：磁化时磁畴的巴克豪森跳跃和磁畴有体积应变。8.当金属板置于变化磁场中或在磁场中运动时，在金属板中会产生涡流。涡流的大小与金属板的电阻率、磁导率、厚度、金属板与线圈距离、激励电流，角频率等参数有关。9.在工业生产过程中进行有毒气体监测时，是以有毒气体浓度为检测对象，并以有毒气体的最高允许浓度为标准确定监测与报警指标。10.可燃性气体的监测标准：一般取爆炸下限的10％左右作为报警阈值，当可燃性气体的浓度继续上升，一般达到其爆炸下限的20％～25％时，监控功能中的联动控制装置将产生动作，以免形成火灾及爆炸事故。11.光电探测方法是以早期火灾产生的烟气为检测对象的火灾探测方法。12.光电效应分为内光电效应和外光电效应两大类。三、简答题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.请画出惠斯登电桥电路图，并写出电桥电压输出公式。2.简述磁记忆检测研究需要解决的几个核心问题及目前问题的关键。答①磁记忆的物理机制,如存在多种可能,则需确定各因素主次关系；②表征磁记忆现象的磁场(检测到的磁场)和地磁场的关系；③磁记忆场分布和应力场的关系,应力集中检测的深入定性；④磁记忆场和应力场的数值对应关系,应力集中的定量检测。目前问题的关键是，应力集中引起的磁场畸变尚无定论。3.目前用于检测磁场的方法有多种，在具体选择时，需要着重考虑哪些因素？答：目前用于检测磁场的方法有多种，在具体选择时，着重考虑如下因素：（1）检测磁场范围；（2）灵敏度；（3）频率响应范围，能否实现高速检测；（4）抗干扰能力（如抗温度漂移的能力）；R1R1R2R2VbVout（5）检测信号的动态性能；（6）工作寿命；（7）对提离效应的敏感程度；（8）检测传感器的综合成本（包括检测电路的复杂程度、使用成本等）；（9）检测传感器的尺寸和体积，能否实现高分辨率检测。4.简述硅光电池的主要应用场合。答：（1）能源--硅光电池串联或并联组成电池组与镍镉电池配合，可作为宇宙飞行器等设备的电源；（2）光电检测器件--用作近红外探测器、光电读出、光电耦合、激光准直、电影还音等设备的光感受器。（3）光电控制器件--用作光电开关等光电控制设备的转换器件。5.安全检测与监测系统的设计过程有哪些？要遵循哪些原则？答：设计过程包括：可行性研究、初步设计、详细设计、系统实施、系统测试（调试）和系统运行；遵循的原则：可靠性原则，使用方便原则，开放性原则，经济性原则，开发周期短原则。安全检测技术与监测试题C一、单项选择题（本大题共8个小题，每题3分，共计24分）。1.金属热电阻式温度传感器所测量的温度越高，其敏感元件中自由电子的运动（B）A.越规则B.越不规则C.呈正态分布D.呈线性分布2.半导体应变片的工作原理是基于（C）A.压电效应B.压磁效应C.压阻效应D.热电效应3.在常用的测振传感器中，适合测量振动位移的是（A）A.电感式传感器B.压电式传感器C.磁电式传感器D.电动式传感器4.关于光敏电阻，下列说法错误的是（A）A.光敏电阻既可作检测元件，也可作开关元件B.光敏电阻的光谱特性与光敏电阻本身材料有关，需选择合适光源配合使用C.在一定的光照度下，光敏电阻所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现象D.多数光敏电阻的时延都比较大，所以，它不能用在要求快速响应的场合5.固体半导体摄像元件简称（A）A.CCDB.VCDC.VTRD.VCR6.热电偶所产生的热电动势（C）A.与导体材料有关B.与冷端热端温度差有关C.A，B均正确D.A，B均不正确7．适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是（B）A．转速B．温度C．厚度D．加速度8．在典型噪声干扰抑制方法中，差分放大器的作用是（B）A．克服串扰B．抑制共模噪声C．抑制差模噪声D．消除电火花干扰二、填空题（本大题共12小题，每小题3分，共36分）1.表征传感器静态特性的指标有线性度、灵敏度、重复性等。2.压电式位移传感器的基本工作原理是将位移量转换为力的变化，然后利用压电效应将力的变化转换为电信号。3.霍尔式压力传感器适用于静态或变化缓慢压力的测量。4.传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。5.电位器式传感器通过移动滑动触点把位移转换为电阻丝的长度变化，从而改变电阻值大小，继而将这种变化值转换成电压或电流的变化值。6.电容式压力计广泛用于位移，震动、加速度、荷重等机械量的测量。7.热电阻式传感器分为金属热电阻式和热敏电阻式两大类。8.电桥的灵敏度是指单位输入量时的输出变化量。9.下图所示传感器为差动型自感式传感器。10.压电式加速度传感器的频率范围广、动态范围宽、灵敏度高，故应用较广泛。11.常用温标包括三大类：经验温标，热力学温标和国际温标。12.箔式电阻应变片很薄，因而所能感受到的应力状态与试件表面的更接近。三、简答题（本大题共5小题，每小题8分，共40分）1.简要说明电容式传感器的原理。答：电容式传感能将被测量转换为传感器电容变化。传感器有动静两个板板，板板间的电容为：00rCA，式中：ε0真空介电常数:×10－12F/mεr介质的相对介电常数δ两极板间的距