安全检测技术-提高安全生产潜力

1.测量和检测

检测包括检验和测量两个方面的含义：

1）检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围，以此来判断被测参数是否合格或现象是否存在。

2）测量是把被测未知量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。

检测不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为检查、监督和控制某个生产过程或运动对象，使之处于人们选定的最佳状况，需要随时检验和测量各种参量的大小变化等情况，这种对生产过程和运动对象实时定性检验和定量测量的技术又称为工程测量技术。

测量的方式有两种，即直接测量和间接测量。前者是对被测量进行测量时，对仪表度数不进行任何计算，直接得出被测量的数值，如用温度计测量温度，用电压表测量电压；后者是测量几个与被测量有关的量，通过函数关系计算出被测量的数值，如通过测量电压和电流，可计算出功率。

2.安全检测

安全检测技术是指借助于仪器、传感器、探测设备迅速而准确地了解生产系统与作业环境中的危险因素与有害因素的类型、危险程度、范围及动态变化的一种手段。

（1）安全检测的对象分类

1）以保证作业人员不受职业伤害为目的的职业危害因素检测，如作业场所空气中可燃、有毒气体或蒸汽的浓度，粉尘浓度，以及噪声、振动等物理危害因素。

2）以保证生产设备、设施正常运行为目的的设备安全运行参数，如温度、压力、流量、液位等。

（2）安全检测的参量分类

1）电量，主要包括电流、电压、电阻、电容、电感、频率、相位等。

2）非电量，主要是指物理量和化学量，如温度、压力、位移、速度、加速度、比重、黏度、亮度以及酸碱度、物质成分等。从安全的角度还应包括振动、噪声、辐射强度、空气中粉尘的浓度、空气中有害、可燃气体的浓度以及水中污染物的浓度。

（3）安全检测的方式分类

安全检测方式根据检测结果显示的地点和目的不同，可以分为实时检测和实验室检测两种。

1）实时检测，又称为在线检测，是指能够随时跟踪显示被检测参数的检测，其特点是：传感器或检测器固定在被检测场所或设备现场，检测输出的信号或显示的数值与被检测量的数值几乎同时变化，其作用是随时了解被测量的变化。

2）实验室检测，又称为离线检测，是指在检测现场采集样品或采集信号，带回到实验室，应用实验室的检测仪器或信号分析仪器对被测量进行分析。因为不能实时显示检测结果，所以这种检测方式一般仅适用于例行的定期检测。

（4）安全检测的目的

安全检测的目的是为了对职业健康安全状态进行评价，为生产系统的安全管理和监督，以及安全技术措施效果进行评价等提供可靠而准确的信息，以达到改善劳动作业条件，改进生产工艺过程，避免系统或设备发生事故（故障）的目的。

1）能及时、正确地对设备的运行参数和运行状况做出全面检测，预防和消除事故隐患。

2）对设备的安全运行进行必要的指导，提高设备运行的安全性、可靠性和有效性，预期把运行设备发生事故的概率降低到最低水平，将事故损失减少到最低程度。

3）通过运行设备的检测、隐患分析和性能评估等，为设备的结构修改、设计优化和安全运行提供数据和信息。

总地来说，进行安全检测的目的就是确保设备的安全运行，预防和消除事故隐患，避免事故的发生。

3.生产设备安全检测的类型

生产设备安全检测的类型可以分为以下3类：

（1）设备运行状态的安全检测(www.xing528.com)

设备运行状态安全检测的任务是了解和掌握设备的运行状态，包括采用各种检测、测量、监视、分析和判断方法，结合系统的历史和现状，考虑环境因素，对设备运行状态进行评估，判断其处于正常或非正常状态，并对状态进行显示和记录，对异常状态做出报警，以便运行人员及时加以处理，同时为设备的隐患分析、性能评估、合理使用和安全评估提供信息和基础数据。

通常，设备的状态可以分为正常状态、异常状态和故障状态3种。

1）正常状态：指设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但仍在允许的限度以内。

2）异常状态：指设备的缺陷已有一定程度的扩展，使设备状态发生一定程度的变化，设备性能已经劣化，但仍能维持工作，此时应注意设备性能的发展趋势，即设备应在监护下运行。

3）故障状态：指设备性能指标已有大幅下降，设备已不能维持正常工作。

设备故障的状态有严重程度之分，包括：已有故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障；故障程度尚不严重，设备尚可勉强“带病”运行的一般性功能故障；已发展到设备不能运行必须停机的严重故障；已导致灾难性事故的破坏性故障；由于某种原因瞬间发生的突发紧急故障等。

（2）安全预测和诊断的安全检测

安全预测与诊断的任务是根据对设备运行状态检测所获得的信息，结合已知的结构特性、参数以及环境条件，并结合设备的运行历史（包括运行记录、曾发生过的故障及维修记录等），对设备可能发生的或已经发生的故障进行预测、分析和判断，确定故障的性质、类型、程度、原因和部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修和治理的对策措施，并加以实施，最终使设备复原到正常状态。

（3）设备管理和维修的安全检测

设备的管理和维修方式一般经历3个阶段，即早期的事后维修、定期的预防维修和现在的视情维修。定期维修制度可以预防事故的发生，但可能出现过剩维修和不足维修。视情维修是一种更科学、更合理的维修方式，但要做到视情维修，必须依赖完善的状态检测和安全诊断技术的发展和实施。

4.安全检测装置

安全检测装置一般由传感器或检测器、信号处理器、显示或输出单元等组成，经典的安全检测装置（系统）如图3-1所示。

图3-1 经典安全检测装置（系统）

信息（物理量）经过传感器转换成电信号，但这些信号往往比较微弱，需要经过信号调节器（此部分包括放大、谐振电路、调制、解调、阻抗变换、滤波、标度变换等电路），最后利用显示器显示结果，或用记录器将检测结果记录下来。

图3-2为基于计算机的现代安全检测装置（系统）。采用数据采集与传感器相结合的方式，既能实现对信号的检测，又能将所获得的信号进行分析处理，以获取更多有用的信息，能最大限度完成安全检测工作的全过程。

图3-2 现代安全检测装置（系统）

现代安全检测装置各组成部分的功能介绍如下：

1）传感器。传感器将被检测的参量转换成相应的输出信号，被测参量可以是各种非电参量，也可是电参量，如果是非电参量信号应转换成电信号。

2）信号调理。信号调理的作用有两个：一是将来自传感器的输出信号放大，放大到与数据采集卡中的A/D转换器相适配；二是滤波，抑制干扰噪声信号的高频分量，将频带压缩以降低采样频率，避免产生混淆。此外，信号调理还可以根据需要进行信号的隔离与变换等。如果信号调理电路输出的是规范化的标准信号，即4～20mA电流信号，则称这种信号调理电路为变送器。

3）数据采集卡（板）。数据采集卡（板）主要起到3个作用：其一由信号衰减器和增益可控的放大器进行信号的量程自动变换；其二是由多路切换开关完成对多个通道信号的分时采样；其三使用A/D转换器将信号由模拟信号转换为离散的数字信号，或由V/F转换为脉冲信号，以适应计算机工作。

4）计算机。计算机如神经中枢一样，按程序自动进行信号的采集与存储，自动进行数据的运算、分析与处理，指令附属设备以适当的形式输出、显示或记录测量结果。

根据布置位置和功能的不同，安全检测装置（系统）可以分为以下两类：

1）安全检测仪器。将传感器或检测器、信号处理器、显示或输出单元集于一体，固定安装于现场，对安全信息进行实时检测。

2）安全检测系统。只是将传感器或检测器、信号调理变送器固定在现场，而将信号处理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内的系统中。