第1章課后習(xí)題參考答案簡述安全檢測與監(jiān)控的目的。答：安全檢測與監(jiān)控的目的是為職業(yè)健康安全狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)、安全技術(shù)及設(shè)施監(jiān)督、安全技術(shù)措施的效果進(jìn)行評價(jià)等提供可靠而準(zhǔn)確的信息，達(dá)到改善勞動(dòng)作業(yè)條件，改進(jìn)生產(chǎn)工藝過程，避免系統(tǒng)或設(shè)備的事故(故障)發(fā)生和損失降到最低程度。簡述工業(yè)過程中常見的危害因素。答：1)粉塵危害因素：濃度、粒徑分布；全塵或呼吸性粉塵；煤塵、石棉塵、纖維塵、巖塵、瀝青煙塵等。2)化學(xué)危害因素：可燃?xì)怏w、有毒有害氣體在空氣中的濃度和氧含量。3)物理危害因素：噪聲與振動(dòng)、輻射(紫外線、紅外線、射頻、微波、激光、同位素)、靜電、電磁場、照度等。4)機(jī)械傷害因素：人體部位誤人機(jī)械動(dòng)作區(qū)域或運(yùn)動(dòng)機(jī)械偏離規(guī)定的軌跡。5)電氣傷害因素：觸電、電灼傷。6)氣候因素：氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速等。簡述安全檢測與安全監(jiān)測的區(qū)別。答：安全檢測是為滿足企業(yè)的安全生產(chǎn)需要，對生產(chǎn)系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境中危險(xiǎn)、有害因素的類型、危害程度、危害范圍等進(jìn)行的檢驗(yàn)和測試。其作用是獲取危險(xiǎn)有害因素的安全狀態(tài)信息，為安全管理決策提供數(shù)據(jù)，或者為控制系統(tǒng)提供基礎(chǔ)參數(shù)，用以對生產(chǎn)過程進(jìn)行檢查、監(jiān)督、保護(hù)、調(diào)整、預(yù)測，或者積累數(shù)據(jù)，尋求規(guī)律。安全監(jiān)測是為準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)，間斷或者連續(xù)地測定環(huán)境中污染物的濃度，觀察分析其變化和對環(huán)境影響的過程。監(jiān)測過程包含了檢測過程，檢測的過程是由設(shè)備自動(dòng)完成的。。敘述典型監(jiān)控系統(tǒng)的組成及其功能。典型的監(jiān)控系統(tǒng)主要由傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集卡(板)、計(jì)算機(jī)控制中樞、驅(qū)動(dòng)單元、激勵(lì)裝置等幾部分組成。(1)傳感器傳感器是可將被測量轉(zhuǎn)換成某種電信號的器件。(2)信號調(diào)理信號調(diào)理環(huán)節(jié)把傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換成適合于進(jìn)一步傳輸和處理的形式。這種信號的轉(zhuǎn)換多數(shù)是電信號之間的轉(zhuǎn)換。(3)數(shù)據(jù)采集卡(板)數(shù)據(jù)采集卡主要起到三個(gè)作用：其一是由衰減器和增益可控的放大器進(jìn)行量程自動(dòng)改換；其二是由多路切換開關(guān)完成對多點(diǎn)多通道信號的分時(shí)采樣，將時(shí)間連續(xù)信號[x(t)]經(jīng)過采樣后變?yōu)殡x散時(shí)間序列[x(n)，n=0，1，2，…]；其三是將信號的采樣值由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為幅值離散化的數(shù)字量，或由V/F轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖頻率，以適應(yīng)計(jì)算機(jī)工作。(4)計(jì)算機(jī)控制中樞計(jì)算機(jī)控制中樞是系統(tǒng)的核心部分，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理與分析。其功能按照預(yù)定的程序自動(dòng)采集傳感器和變送器傳輸?shù)男盘?，并將?shù)據(jù)存儲到系統(tǒng)中，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算和分析，提取有用信息并生成結(jié)果。(5)驅(qū)動(dòng)控制環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)控制環(huán)節(jié)的主要功能是將計(jì)算機(jī)處理和分析后的信號通過驅(qū)動(dòng)單元傳遞給激勵(lì)裝置（如電機(jī)、閥門、加熱器等），從而對被測對象的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，使其保持在正常或設(shè)定的工作狀態(tài)。敘述基于物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成及其功能。答：基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系來進(jìn)行組成。將傳感器按照一定的布設(shè)方式安裝到監(jiān)控的現(xiàn)場環(huán)境或設(shè)備上，對所測得的電/光/磁信號進(jìn)行分析，從而獲得現(xiàn)場環(huán)境或設(shè)備狀態(tài)的各種信息，使現(xiàn)場環(huán)境或設(shè)備成為自感知、自診斷、自評估的健康監(jiān)測系統(tǒng)。工業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對分散在不同地點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，由傳統(tǒng)定期目測和外觀檢測的靜態(tài)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)距離專人值守的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。(1)感知互動(dòng)系統(tǒng)感知互動(dòng)系統(tǒng)是基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，通過傳感元件將待測物理參量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢灾苯幼R別的光/電/磁信號，并直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號以方便傳輸；監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)場環(huán)境或設(shè)備上的各個(gè)重要關(guān)鍵部位均會(huì)布設(shè)大量傳感元件，各個(gè)測點(diǎn)構(gòu)成了分布式測量系統(tǒng)。從監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測組成來看，具體包括：金屬結(jié)構(gòu)傳感子系統(tǒng)，監(jiān)測結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位性能指標(biāo)以獲得結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位的力學(xué)狀態(tài)；工作機(jī)構(gòu)傳感子系統(tǒng)，監(jiān)測重要工作機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵零部件性能指標(biāo)以獲得機(jī)構(gòu)整體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；電氣控制傳感子系統(tǒng)，監(jiān)測電氣控制系統(tǒng)關(guān)鍵動(dòng)作執(zhí)行元件性能指標(biāo)以獲得控制系統(tǒng)的故障狀態(tài)；安全防護(hù)傳感子系統(tǒng)，監(jiān)測重要安全防護(hù)裝置的工作性能以獲得整機(jī)或機(jī)構(gòu)的危險(xiǎn)控制狀態(tài)。(2)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)是基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，通過各種有線傳輸技術(shù)和無線傳輸技術(shù)可以將各種類型復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)奖O(jiān)測平臺，形成規(guī)模龐大的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以便形成集中統(tǒng)一的管理，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析、處理與應(yīng)用。(3)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵應(yīng)用，主要包括基于健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析、處理、應(yīng)用和服務(wù)，對所收集的健康信息進(jìn)行分析和處理，按照設(shè)備自身特征以及各種識別理論建立對應(yīng)的數(shù)據(jù)分析處理方法，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測對象的健康狀態(tài)評價(jià)和健康數(shù)據(jù)管理。第2章課后習(xí)題參考答案1、簡述敏感元件、傳感器、變送器、信號轉(zhuǎn)換器之間的異同。2、簡述查找并列舉當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)信號。3、簡述膨脹式溫度計(jì)的分類及其優(yōu)缺點(diǎn)。4、簡述熱電偶測溫與熱電阻測溫的異同。5、簡述壓力計(jì)的分類及其原理和特點(diǎn)。6、簡述節(jié)流現(xiàn)象和節(jié)流原理。7、簡述電磁流量計(jì)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。8、簡述超聲波式流量計(jì)的測定原理。9、簡述恒浮力法和變浮力法液位測量的原理、特點(diǎn)及適用場合。10、簡述超聲波式物位計(jì)與微波式物位計(jì)的異同。1、簡述敏感元件、傳感器、變送器、信號轉(zhuǎn)換器之間的異同。在安全檢測與監(jiān)測過程中，為了對各種變量進(jìn)行監(jiān)測或控制，需要利用敏感元件、傳感器、變送器和信號轉(zhuǎn)換器等，把這些變量轉(zhuǎn)換成容易比較且便于傳送的信息，其中：（1）敏感元件是能夠靈敏地感受被測變量并做出響應(yīng)的元件；（2）傳感器不僅對被測變量敏感，而且具有把對被測變量的響應(yīng)傳送出去的功能。（3）變送器是指輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。（4）輸出為非標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器，必須和特定的儀表或裝置配套，才能實(shí)現(xiàn)檢測和控制功能。2、簡述查找并列舉當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)信號。標(biāo)準(zhǔn)信號是物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標(biāo)準(zhǔn)的信號。當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)信號有直流電壓0~5V、直流電流4~20mA、空氣壓力20~100kPa。3、簡述膨脹式溫度計(jì)的分類及其優(yōu)缺點(diǎn)。膨脹式溫度計(jì)主要分為液體膨脹式和固體膨脹式兩種：（1）液體膨脹式溫度計(jì)，是一種直讀式的、應(yīng)用最早的溫度測量儀表，最常見的是玻璃管式溫度計(jì)，如體溫計(jì)等。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、價(jià)格低廉，缺點(diǎn)：測量上限和準(zhǔn)確度受玻璃質(zhì)量的限制、易碎、不能遠(yuǎn)傳。（2）固體膨脹式溫度計(jì)，是利用固體膨脹原理做成的溫度計(jì)，主要有桿式和雙金屬片式兩種。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、牢固、可靠、測量準(zhǔn)確度低，缺點(diǎn)：量程和使用范圍有限。簡述熱電偶測溫與熱電阻測溫的異同。熱電偶測溫與熱電阻測溫均為接觸式測溫方法，但所利用的測溫原理不同。（1）熱電偶測溫：熱電偶溫度計(jì)是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)將溫度變化轉(zhuǎn)換為熱電勢變化進(jìn)行溫度測量的儀表，屬于接觸式測溫。它的測溫范圍很廣，可檢測生產(chǎn)過程中-200~2000℃范圍內(nèi)液體、蒸氣和氣體介質(zhì)以及固體表面的溫度。（2）熱電阻測溫：熱電阻溫度傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測溫的。熱電阻溫度傳感器分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩大類。5、簡述壓力計(jì)的分類及其原理和特點(diǎn)。壓力傳感器是壓力監(jiān)測及控制中重要的敏感元件，主要有液柱壓力檢測、彈性壓力檢測、電氣壓力檢測等多種方法，具體分類和特點(diǎn)如下表所示。方法壓力表形式檢測原理測壓范圍(kpa)精度等級輸出信號特點(diǎn)液柱式壓力檢測U形管液體靜力學(xué)原理（連通器原理）-10~100.2,0.5水柱高度在實(shí)驗(yàn)室的低、微壓測量補(bǔ)償式-2.5~2.50.02,0.1旋轉(zhuǎn)刻度用作微壓基準(zhǔn)校準(zhǔn)自動(dòng)液柱式-102~1020.005,0.01自動(dòng)計(jì)數(shù)用光、電信號自動(dòng)跟蹤頁面，用作壓力基準(zhǔn)校準(zhǔn)彈性式壓力檢測彈簧管彈性元件的彈性形變（胡克定律）-102~1060.1~4.0位移，轉(zhuǎn)角或力工業(yè)現(xiàn)場測量或校驗(yàn)?zāi)て?102~1021.5~2.5用于腐蝕性、高粘度介質(zhì)的壓力檢測膜盒-102~1021.0~2.5多用于煙道等的微壓檢測波紋管0~1021.5,2.5多用于生產(chǎn)過程的低壓檢測電氣式壓力檢測電阻式將壓力轉(zhuǎn)化為位移量進(jìn)行電測量，如滑動(dòng)變阻器測位移，測量電感傳感器氣隙變化導(dǎo)致的磁阻變化，測量電容傳感器極間距變化導(dǎo)致的電容變化等-102~1041.0,1.5電壓,電流價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡單，耐震動(dòng)性能較差電感式0~1050.2~1.5電壓,電流使用環(huán)境要求低，信號處理較為靈活電容式0~1040.05~0.5電壓僅適用于動(dòng)態(tài)壓力測量，響應(yīng)速度較快壓阻式壓阻效應(yīng)0~1040.02~0.2電壓,電流性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單壓電式壓電效應(yīng)0~1040.1~1.0電壓僅適用于動(dòng)態(tài)壓力測量，響應(yīng)速度極快應(yīng)變式利用應(yīng)變效應(yīng)測量位移彈性元件的位移量-102~1040.1~0.5電壓使用環(huán)境要求低，適用于沖擊形式壓力測量振頻式將壓力轉(zhuǎn)換為頻率信號，振弦以其諧振頻率不停振動(dòng)，當(dāng)測量的壓力發(fā)生變化時(shí)，頻率會(huì)產(chǎn)生變化0~1040.05~0.5頻率輸出信號便于計(jì)數(shù)處理霍爾式利用霍爾效應(yīng)測量位移彈性元件的位移量0~1040.5~1.5電壓靈敏度較高，但易受測量環(huán)境影響6、簡述節(jié)流現(xiàn)象和節(jié)流原理。節(jié)流現(xiàn)象：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。節(jié)流原理：流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，不對外做功，沒有外加能量，流體本身也沒有溫度變化。在管道內(nèi)流動(dòng)的流體，對于管道中任意兩個(gè)截面都符合伯努利（能量）方程，即：動(dòng)能+重力勢能+壓力勢能=常數(shù)。也就是等高流動(dòng)時(shí)，流速大，壓力就小。也就是說，流動(dòng)流體的能量有靜壓能和動(dòng)能兩種形式。流體具有靜壓能是因?yàn)橛袎毫Γ哂袆?dòng)能是因?yàn)橛辛鲃?dòng)速度，在一定條件下，這兩種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化。根據(jù)能量守恒定律，在沒有外加能量的前提下，流體所具有的靜壓能和動(dòng)能，再加上用以克服流體流動(dòng)阻力的能量損失，其能量總和是相等的。由于遇到節(jié)流裝置的阻礙，使靠近管壁處的流體受到節(jié)流裝置的阻擋作用，使部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，使得節(jié)流裝置入口端面靠近管壁處的流體靜壓力升高，并且遠(yuǎn)大于管徑中心處的壓力，因此節(jié)流裝置入口端面處產(chǎn)生徑向壓差。7、簡述電磁流量計(jì)的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。電磁式流量傳感器是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律測量導(dǎo)電性液體的流量，與金屬導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動(dòng)一樣，在導(dǎo)體流動(dòng)介質(zhì)的兩端也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，可由設(shè)備在管道上的電極導(dǎo)出。該感應(yīng)電動(dòng)勢大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度、管徑大小和流體流速大小有關(guān)。電磁式流量傳感器只能測量導(dǎo)電介質(zhì)的流體流量。適用于測量各種腐蝕性酸、堿、鹽溶液，固體顆粒懸浮物，黏性介質(zhì)(如泥漿、紙漿、化學(xué)纖維、礦漿)等溶液，還可用于大型管道自來水和污水處理廠流量測量及脈動(dòng)流量測量等。8、簡述超聲波式流量計(jì)的測定原理。超聲式流量傳感器的測定原理是多種多樣的，如傳輸時(shí)間差法、傳播速度變化法、波速移動(dòng)法、多普勒效應(yīng)法和流動(dòng)聽聲法等。但目前應(yīng)用較廣的主要是傳輸時(shí)間差法。超聲波在流體中傳輸時(shí)，在靜止流體和流動(dòng)流體中的傳輸速度是不同的，利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度，再根據(jù)管道流體的截面積，便可知道流體的流量。超聲式流量傳感器具有不阻礙流體流動(dòng)的特點(diǎn)，可測流體種類很多，不論是非導(dǎo)電的流體、高黏度的流體還是漿狀流體，只要能傳輸超聲波的流體都可以進(jìn)行測量。超聲波流量計(jì)可用來對自來水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水等進(jìn)行測量，還可用于下水道、農(nóng)業(yè)灌溉和河流等流速的測量。簡述恒浮力法和變浮力法液位測量的原理、特點(diǎn)及適用場合。恒浮力法是利用浮子高度隨液位變化而改變的原理進(jìn)行液位測量的，如鋼帶浮子式液位計(jì)測液位，通過測量漂浮于被測液面上的浮子(浮標(biāo))隨著液面的變化而上下移動(dòng)而產(chǎn)生的位移來檢測液位高低，即檢測浮子所在位置可知液面高低。變浮力法是利用液體對浸沉于液體中的浮子(或稱沉筒)的浮力隨液位高度的變化而變化的原理進(jìn)行液位測量的，如浮筒式液位計(jì)，通過測量浸沒在液體中的浮筒所受浮力隨位移發(fā)生變化。此浮力變化再以力或位移變化的形式，帶動(dòng)電動(dòng)或氣動(dòng)元件發(fā)出信號給顯示儀表以顯示液位。10、簡述超聲波式物位計(jì)與微波式物位計(jì)的異同。超聲波式物位計(jì)與微波式物位計(jì)均通過測量波的往返時(shí)間來實(shí)現(xiàn)物位測量的，即波在發(fā)射和波在不同介質(zhì)分界面反射后接收到的回波之間的時(shí)間。不同的是，超聲波式物位計(jì)發(fā)射的聲波，波速受溫度影響，微波式物位計(jì)發(fā)送的是電磁波，傳播速度相當(dāng)于光速，不受溫度影響。超聲式物位傳感器利用聲波，聲波在各種介質(zhì)傳播時(shí)都呈現(xiàn)一定的阻抗，聲阻抗與介質(zhì)的密度及彈性有關(guān)。聲波在作用到兩種介質(zhì)的分界面上時(shí)，如果這兩種介質(zhì)的聲阻抗相差很大，就會(huì)從分界面上反射回來，只剩一小部分能透過界面繼續(xù)傳播。微波式物位傳感器是雷達(dá)無線電檢測與測距技術(shù)衍化而來，微波式物位傳感器發(fā)射微波探測信號，當(dāng)遇到被測物料時(shí)，在物料表面產(chǎn)生反射，反射的微波被雷達(dá)頭接收，并將其傳輸給電子線路微處理器對此信號進(jìn)行處理，識別出微波在物料表面所產(chǎn)生的回波。第3章思考題及答案1、有毒有害氣體的分類從氣體可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)的角度上講，有毒有害氣體一般可劃分為以下三類。可燃?xì)怏w：可能引起爆炸、燃燒的可燃性氣體，如天然氣、瓦斯等；有毒氣體：可能引起人員中毒的無機(jī)和有機(jī)類有毒氣體，如氧化碳、苯等；窒息氣體：可能由于存在量過大而引起氧氣不足，造成人員窒息的氣體，如二氧化碳、氮?dú)獾取?、有毒有害氣體的危險(xiǎn)特性(1)燃燒性可燃?xì)怏w的燃燒往往同時(shí)伴有發(fā)光、發(fā)熱等激烈的反應(yīng)，由于燃燒產(chǎn)物的體積急劇膨脹，從而對周圍的人員和環(huán)境造成巨大的壓力沖擊和高溫破壞。因此防護(hù)可燃?xì)怏w的發(fā)生、擴(kuò)散以及對火源的控制一直是石化、化工、煤礦、市政安全工作的重中之重。(2)毒害性有毒氣體的毒害性可以通過吸入或皮膚接觸途徑侵入人體，它們與人體組織發(fā)生化學(xué)或物理化學(xué)作用，從而造成對人體器官的損害，破壞人體的正常生理機(jī)能，引起功能或器質(zhì)性病變，導(dǎo)致暫時(shí)性或持久性病理損害，甚至危及生命。(3)窒息性在實(shí)際工作中，由于不燃（惰性）氣體存在而造成室息危害(缺氧)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。大多數(shù)惰性氣體，比如二氧化碳、氮?dú)獾榷紵o色無味，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且不易分解。一旦窒息性氣體大量存在，就會(huì)使得氧氣濃度下降，造成密閉空間內(nèi)局部區(qū)域氧氣含量下降。(4)腐蝕性很多具有強(qiáng)氧化還原性的有毒氣體都會(huì)具有腐蝕性，比如氯氣就是一種具有高毒性及腐蝕性的有毒有害氣體，在發(fā)生氯氣泄漏的突發(fā)事件時(shí)，氯氣的毒性和腐蝕性都會(huì)作為此類氣體的主要危險(xiǎn)加以防護(hù)。(5)爆炸性有害氣體的爆炸危險(xiǎn)特性主要指化學(xué)性爆炸，在工作中，需要特別注意那些化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡ㄖ饕溉菀籽趸⒎纸饣蚓酆?的氣體，比如，氯氣具有很強(qiáng)的氧化性，它可氧化活潑金屬和氫氣，生成氯化物，同時(shí)發(fā)熱燃燒。含過氧基的氧化劑比氧氣的氧化性更強(qiáng)（如環(huán)氧乙烷），它遇到胺、醇等多種有機(jī)物會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的氧化反應(yīng)。3、氣體檢測傳感器的類型及其工作原理，并描述傳感器所適用的檢測對象氣體傳感器作為傳感器的一種，其功能就是將器件所在環(huán)境中存在的氣體分子信號轉(zhuǎn)化為可輸出的信號(如電流、電阻等)。根據(jù)氣體傳感器的檢測原理，對常用的傳感器類型進(jìn)行介紹:接觸（催化）燃燒式氣體傳感器：此類儀器利用可燃性氣體在有足夠氧氣和一定高溫條件下發(fā)生催化燃燒（無焰燃燒），放出熱量，從而引起電阻變化的特性，達(dá)到對可燃性氣體濃度進(jìn)行測量的目的。熱傳導(dǎo)式氣體傳感器:熱傳導(dǎo)式氣體傳感器利用被測氣體與純凈空氣的熱傳導(dǎo)率之差和在金屬氧化物表面燃燒的特性，將被測氣體濃度轉(zhuǎn)換成熱絲溫度或電阻的變化，達(dá)到測定氣體濃度的目的。半導(dǎo)體式氣敏傳感器:半導(dǎo)體傳感器是由金屬氧化物或稱金屬半導(dǎo)體氧化物材料做成的檢測元件，它可以與氣體相互作用時(shí)產(chǎn)生表面吸附或反應(yīng)，引起以載流子運(yùn)動(dòng)為特征的電導(dǎo)率或伏安特性或表面電位變化。定電位電解式傳感器:定電位電解式傳感器屬于電化學(xué)能式傳感器中離子電池類傳感器，通常用于氣體檢測，對還原性氣體效果更明顯，可檢測氫氣（H2）、氨氣（NH3）、肼（N2H4）、二氧化硫（SO2）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和硫化氫（H2S）等氣體。紅外式吸收傳感器:紅外式吸收傳感器的基本原理，是依據(jù)每種氣體分子都具有特定的紅外吸收波長及朗伯比爾紅外吸收定律，由氣體對某一特征吸收波長處的紅外吸收強(qiáng)度，確定被測氣體的濃度。隔膜電極式傳感器:隔膜電極式檢測器是由離子選擇性電極與疏水透氣性的隔膜復(fù)合而成的檢測器。氣體透過隔膜溶解于電解質(zhì)溶液中，形成離子化的氣態(tài)離子，氣態(tài)離子在電極上產(chǎn)生電位。4、定電位電解式傳感器中工作原理定電位電解式氣體濃度傳感器通過電極與被測氣體發(fā)生電解反應(yīng)，把化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，并產(chǎn)生電信號。定電位是指工作電極的電位可以設(shè)定，參比電極的電位在測定中恒定不變，工作電極與參比電極之間的電位差受到監(jiān)控，電位差信號的波動(dòng)和改變，決定施加到工作電極的電壓高低，繼而保持工作電極的電位也就恒定。工作電極的電位值由被測物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)決定，使其能夠被氧化或還原。參與電極反應(yīng)的是工作電極和對電極，參比電極不參與反應(yīng)。電極上氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生的電流，即電解電流反映了氣體濃度的大小。電解電流經(jīng)放大后輸出，用于指示儀表的推動(dòng)力的輸入信號，或者經(jīng)控制器啟動(dòng)報(bào)警裝置。ADDINCNKISM.UserStyle5、紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測的實(shí)際意義及其具體應(yīng)用系統(tǒng)對光強(qiáng)變化的監(jiān)測，實(shí)際上是對待測泄漏氣體濃度在擴(kuò)散距離上分布總量的監(jiān)測。因此，紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測的監(jiān)測量的物理意義與點(diǎn)型氣體濃度探測所表示的泄漏氣體的濃度并不相同。與點(diǎn)型氣體濃度探測相比，紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測的監(jiān)測量在系統(tǒng)原理上更具合理性。點(diǎn)型氣體濃度探測這種單一濃度量的探測并不能真實(shí)地反映出氣體泄漏的實(shí)際情況。由于泄漏氣體的擴(kuò)散，加上大氣環(huán)境的影響，泄漏氣體可能在大范圍內(nèi)維持較低的濃度，也可能在局部小范圍內(nèi)維持高濃度，單一濃度量的指示并不能表示出泄漏總量的多少。相反，紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測所得反映氣體濃度在擴(kuò)散距離上分布總量的監(jiān)測量值，更能反映氣體泄漏的整體情況。紅外大面積氣體泄漏監(jiān)測技術(shù)，具有監(jiān)測靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長、監(jiān)測距離遠(yuǎn)（最大距離可達(dá)140m、保護(hù)面積大、抗干擾性能強(qiáng)和可靠性高等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于石油化工企業(yè)管道系統(tǒng)、大型油庫、泵房、石油液化氣站、油罐群以及海上采油平臺等場所氣體泄漏的監(jiān)測，對于防止火災(zāi)和惡性爆炸事故的發(fā)生具有積極作用。ADDINCNKISM.UserStyle6、比色管技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。比色管的最大優(yōu)點(diǎn)在于它們可以對很多污染物提供實(shí)時(shí)的檢測，只要更換新的比色管就可以對新的污染物進(jìn)行測量。同時(shí)，還可以通過一個(gè)特定的順序?qū)ξ粗衔镞M(jìn)行判定。比色管的缺點(diǎn)是污染物間的交叉干擾，并且它也很難提供一個(gè)隨時(shí)間變化的線性的測量結(jié)果。由于濕度、操作水平等影響，比色管很難提供一個(gè)較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果，它的結(jié)果誤差大概在20%—50%之間。同時(shí)，它對污染物的測量是非連續(xù)的，即“點(diǎn)測”。ADDINCNKISM.UserStyle7、氣體監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)的管理步驟(1)外來人員進(jìn)入生產(chǎn)車間現(xiàn)場，必須經(jīng)公司安全主管領(lǐng)導(dǎo)同意，在相關(guān)管理人員陪同下，按規(guī)定采取預(yù)防措施后方可進(jìn)入，并做好登記。(2)煤氣站煤氣輸送管線應(yīng)定期巡檢，確保安全正常；在煤氣管線及附近進(jìn)行的各類作業(yè)應(yīng)上報(bào)車間管理人員同意。(3)因工作需要，進(jìn)入可能存在有毒有害氣體區(qū)域的操作人員，必須進(jìn)行預(yù)防常識及急救辦法臨時(shí)培訓(xùn)，配戴并使用相應(yīng)的防護(hù)用具，作業(yè)設(shè)置專人監(jiān)護(hù)。(4)在有毒有害氣體重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域進(jìn)行的動(dòng)火作業(yè)和有限空間作業(yè)必須按照要求辦理作業(yè)許可證，采取防護(hù)措施。設(shè)置專人監(jiān)護(hù)方可進(jìn)行。(5)生產(chǎn)車間輔料存放區(qū)域和庫房危險(xiǎn)化學(xué)品存放區(qū)域應(yīng)安裝輔助設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)，保證空氣流通。(6)質(zhì)檢部必須加強(qiáng)化學(xué)試劑庫管理，進(jìn)出試劑庫房存取試劑必須保證空氣流通后按照要求穿戴必要的勞動(dòng)防護(hù)用品。(7)接觸有毒有害氣體作業(yè)的人員，應(yīng)按相關(guān)要求定期參加公司組織進(jìn)行的職業(yè)健康體檢，第三方檢測機(jī)構(gòu)每年對生產(chǎn)區(qū)域職業(yè)健康危害進(jìn)行評估。ADDINCNKISM.UserStyle第4章課后習(xí)題參考答案1.生產(chǎn)性粉塵的來源有哪些？答：在許多工業(yè)生產(chǎn)過程中都產(chǎn)生粉塵，按照形成方式可分為：1）.固體物質(zhì)的機(jī)械破碎，如鈣鎂磷肥熟料的粉碎，水泥粉的粉碎等；2）.物質(zhì)的不完全燃燒或爆破，如礦石開采、隧道掘進(jìn)的爆破、煤粉燃燒不完全時(shí)產(chǎn)生的煤煙塵等；3）.物質(zhì)的研磨、鉆孔、碾碎、切削、鋸斷等產(chǎn)生的粉塵；4）.金屬熔化，如生產(chǎn)蓄電池時(shí)熔化鉛的工序產(chǎn)生的鉛煙塵；5）.成品本身呈粉狀，如炭黑、滑石粉、有機(jī)染料、粉狀樹脂等。在工業(yè)生產(chǎn)過程中接觸粉塵的工作很多，例如，礦山的開采、爆破、運(yùn)輸；冶金工業(yè)中的礦石粉碎、篩分、配料；機(jī)械鑄造工業(yè)中原料破碎、清砂；鋼鐵磨件的砂輪研磨；石墨、珍珠巖、蛭石、云母、螢石、活件炭、二氧化鈦等的粉碎加工；水泥的生產(chǎn)與包裝；橡膠加工中的炭黑、滑石粉的使用等，若防塵措施不完善，均有大量生產(chǎn)性粉塵外逸。2.能反映粉塵危害的理化特性有哪幾種？生產(chǎn)性粉塵的職業(yè)危害有哪些？答：以職業(yè)健康危害的角度，粉塵的理化特性有：1）化學(xué)成分及其濃度；2）粉塵的分散度；3）粉塵濕潤性；4）粉塵的溶解度；5）粉塵的荷電性；6）粉塵的形狀與硬度；7）粉塵的爆炸性生產(chǎn)性粉塵的職業(yè)危害1）致纖維化作用；2）中毒作用；3）損傷作用；4）炎癥作用；5）致癌作用；6）沉積作用可吸入粉塵、胸部粉塵、呼吸性粉塵都能到達(dá)沉積在人體呼吸系統(tǒng)的哪一部分？為什么說粉塵粒徑越小危害越大？總懸浮顆粒物是指漂浮在空氣中，粒徑小于100μm的固態(tài)和液態(tài)顆粒物的總稱。粒徑＞10μm的顆粒物質(zhì)量相對較大，被入體吸入后具有較大的慣性，在鼻腔陡彎處和咽喉部位與呼吸道內(nèi)壁碰撞，致使大部分顆粒沉積在上呼吸道。1）可吸入顆粒物?？晌腩w粒物是指懸浮在空氣中，能進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)、空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑＜10μm的顆粒物.又稱PM10o可吸入顆粒物可以被人體吸入，沉積在呼吸道、肺泡等部位從而引發(fā)疾病。顆粒物的直徑越小，進(jìn)入呼吸系統(tǒng)的部位越深。2）胸部顆粒物。在可吸入顆粒物中，能穿過咽喉的顆粒物稱為胸部顆粒物，粒徑在5~10μm，由于重力作用，大部分沉降在氣管和支氣管區(qū)。3）呼吸性粉塵。可吸入顆粒物中，可達(dá)到肺泡區(qū)(無纖毛呼吸性細(xì)支氣管、肺泡管、肺泡囊)的顆粒物，稱為呼吸性粉塵。呼吸性粉塵能夠進(jìn)入人體肺泡甚至血液系統(tǒng)中去，直接導(dǎo)致心血管病等疾病?？諝鈩?dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑＜2.5μm，又稱PM2.5。PM2.5的比表面積較大，通常富集在各種重金屬元素，如砷（As）、硒（Se）、鉛（Pb）、鉻（Cr）等，和有機(jī)污染物如多環(huán)芳香烴化合物（PAHs）、二噁英（PCDD/Fs）、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）等中，多為致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，危害極大?？梢姡w粒物粒徑不同，在人體呼吸系統(tǒng)中沉積部位也不同。因此，研究PM10和PM2.5對保障勞動(dòng)者職業(yè)安全健康具有重要的意義。你認(rèn)為確定生產(chǎn)場所粉塵采樣點(diǎn)應(yīng)滿足什么原則？答：生產(chǎn)場所粉塵測定的采樣點(diǎn)選擇以能代表粉塵對人體健康的危害實(shí)況為原則。5.在粉塵檢測中，長時(shí)間采樣和短時(shí)間采樣的方式與氣體檢測時(shí)有無區(qū)別？答：1）短時(shí)間采樣在采樣點(diǎn)，將裝好濾膜的粉塵釆樣夾，在呼吸帶高度以15~40L/min流量釆集15min空氣樣品。用于測定短時(shí)間粉塵濃度。2）長時(shí)間采樣在采樣點(diǎn)，將裝好濾膜的粉塵采樣夾，在呼吸帶高度以1~5L/min流量采集1~8h空氣樣品。用于測定PC-TWA。6.粉塵預(yù)分離器的作用是什么？有哪些種類？粉塵預(yù)分離器作用是能把粉塵分級分別采集。有以下幾種較為常用：串聯(lián)旋風(fēng)切割器向心式切割器撞擊式切割器水平淘洗式粉塵切割器7.簡述撞擊式切割器和水平淘洗式切割器的工作原理。撞擊式切割器的工作原理如圖4-6所示。當(dāng)含顆粒物氣體以一定速度由噴嘴噴出后，顆粒獲得一定的動(dòng)能并且有一定的慣性。在同一噴射速度下，粒徑越大，慣性越大，因此，氣流從第一級噴嘴噴出后，慣性大的大顆粒難以改變運(yùn)動(dòng)方向，與第一塊捕集板碰撞被沉積下來，而慣性較小的顆粒則隨氣流繞過第一塊捕集板進(jìn)入第二級噴嘴。因第二級噴嘴較第一級小，故噴出顆粒動(dòng)能增加，速度增大，其中慣性較大的顆粒與第二塊捕集板碰撞而被沉積，而慣性較小的顆粒繼續(xù)向下級運(yùn)動(dòng)。如此一級接一級地進(jìn)行下去，則氣流中的顆粒由大到小地被分開，沉積在不同的捕集板上。最末級捕集板用玻璃纖維濾膜代替，捕集更小的顆粒。水平淘洗法的粉塵分離原理如下：水平淘洗式粉塵切割器主要由3部分構(gòu)成，即水平淘洗槽、濾料夾和抽氣系統(tǒng)。抽氣系統(tǒng)抽動(dòng)含粉塵的空氣時(shí)，進(jìn)入水平淘洗槽后平穩(wěn)流動(dòng)，近似層流狀態(tài)。當(dāng)粉塵顆粒懸浮在流動(dòng)的流體中時(shí)，利用它們具有不同的沉降速度而將其分離的方法。呼吸性粉塵沉降慢，但漂浮性強(qiáng)，傾向于隨氣流流過水平淘洗槽，進(jìn)入粉塵收集器而被收集。簡述β射線法和光散射法檢測粉塵濃度的檢測原理。答：β射線吸收法的檢測原理是：將β射線通過特定物質(zhì)后，其強(qiáng)度將衰減，衰減程度與所穿過的物質(zhì)厚度有關(guān)，而與物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。它是通過測定清潔濾帶(未釆塵)和采塵濾帶(已釆塵)對β射線吸收程度的差異來測定采塵量的。因釆集含塵空氣的體積是已知的，故可得知空氣中含塵濃度。光散射法的測定原理為：當(dāng)光束通過散布著固體顆粒的含塵氣流時(shí)，會(huì)發(fā)生吸收和散射，所接收到的散射光強(qiáng)度發(fā)生變化，其變化大小與被測懸浮物顆粒的體積成正比，若已知被測粉塵的密度，即可計(jì)算出被測環(huán)境中粉塵的質(zhì)量濃度。粉塵濃度傳感器就是通過探測變化的光信號，建立光強(qiáng)度與氣室內(nèi)粉塵濃度的關(guān)系，經(jīng)過換算而實(shí)現(xiàn)粉塵濃度測量的9.何謂粉塵分散度？粉塵分散度是指粉塵各粒徑區(qū)間的粉塵質(zhì)量或數(shù)量占總質(zhì)量或數(shù)量的百分比。粒徑小的粉塵粒子比例越大，粉塵分散度愈高。反之，分散度越低。分散度可以反映作業(yè)場所粉塵危害的大小。10.為何要測定粉塵中游離二氧化硅的含量？簡述焦磷酸質(zhì)量法測定游離二氧化硅含量的原理。答：呼吸性粉塵會(huì)被吸入到人體肺的深部，且不易被排出，沉積在肺泡內(nèi)的量和其中石英含量的多少是造成矽肺病的關(guān)鍵因素。由于石英硬度較大，不易被碾碎，在礦物粉塵的粗粉塵中，石英含量會(huì)比在細(xì)粉塵(如呼塵)中的含量高，且石英粉塵極易造成矽肺病。因此，只有檢測作業(yè)場所的呼吸性粉塵濃度并檢測其中的石英含量的呼吸性粉塵檢測方法才能相對準(zhǔn)確的反映工人粉塵接觸劑量，以它來評價(jià)作業(yè)場所粉塵危害程度才是科學(xué)合理的。焦磷酸質(zhì)量法原理。粉塵中的金屬氧化物、硅酸鹽能溶解于加熱到245~250℃的焦磷酸中，而石英(即游離二氧化硅)幾乎不溶，形成溶解殘?jiān)?，以重量法測定粉塵中游離二氧化硅的含量。11.紅外分光光度法測定游離二氧化硅的原理是什么？溴化鉀在測定中起到什么作用？在天然礦物粉塵中，二氧化硅主要以α-石英的形式出現(xiàn)，因此檢測α-石英含量即可反映石英總含量。α-石英在紅外光譜中12.5μm(800cm-1)、12.8μm(780cm-1)及14.4μm(695cm-1)處出現(xiàn)特異性的吸收譜帶，在一定的范圍內(nèi)其吸光度值與α-石英質(zhì)量呈線性關(guān)系。在紅外分光光度法測定游離二氧化硅（α-石英）的過程中，溴化鉀（KBr）主要起以下幾個(gè)關(guān)鍵作用：1）作為稀釋劑與載體：溴化鉀與灰化后的粉塵樣品混合后共同壓制成透明的錠片（壓片），用于紅外光譜分析。2)確保樣品均勻性：通過與樣品充分研磨混合，KBr有助于形成均勻分布的微粒體系，避免樣品聚集或不均勻造成的測量誤差，提高測定重復(fù)性和準(zhǔn)確性。3）便于壓片成型：KBr在加壓下易于形成透明、堅(jiān)固的錠片，這種錠片適合直接放入紅外光譜儀中進(jìn)行測量，操作簡便、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。因此，溴化鉀在該測定中不僅是物理載體和稀釋劑，更是確保紅外光譜準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性的關(guān)鍵試劑。簡述20L爆炸球裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。答：20L爆炸球?qū)嶒?yàn)裝置可以完成爆炸參數(shù)的測量。測試裝置由爆炸容器、粉塵分散裝置、控制系統(tǒng)和壓力測試系統(tǒng)組成。其工作原理為：預(yù)先將20L球形裝置內(nèi)部抽至一定的真空度，用2MPa(絕對壓力)的高壓空氣將儲粉罐內(nèi)的可燃粉塵經(jīng)氣粉兩相閥和分散閥分散，使得容器內(nèi)初始壓力恰好為1個(gè)大氣壓。然后用化學(xué)點(diǎn)火裝置點(diǎn)火引爆氣粉混合物。通過安裝在容器壁內(nèi)的壓力傳感器記錄壓力—時(shí)間曲線。通過對壓力—時(shí)間曲線分析，可以得到實(shí)驗(yàn)的最大爆炸壓力和最大爆炸壓力上升速率。第5章思考題及答案簡述噪聲污染的特點(diǎn)。噪聲污染兼具客觀性與主觀性。從物理學(xué)上看，噪聲是無規(guī)律、不協(xié)調(diào)的聲音，即頻率和聲強(qiáng)都不相同的聲波無規(guī)律的雜亂組合。噪聲不單純根據(jù)聲音的客觀物理性質(zhì)來定義，還應(yīng)根據(jù)人們的主觀感覺、當(dāng)時(shí)的心理狀態(tài)和生活環(huán)境等因素來決定。從\t"/item/%E5%99%AA%E5%A3%B0/_blank"生理學(xué)觀點(diǎn)來看，凡是干擾人們休息、學(xué)習(xí)和工作以及對人們所要聽的聲音產(chǎn)生干擾的聲音，即不需要的聲音，統(tǒng)稱為噪聲。當(dāng)噪聲對人及周圍環(huán)境造成不良影響時(shí)，就形成噪聲污染。簡述用“分貝”表示聲學(xué)量的優(yōu)點(diǎn)。聲音是一種聲波，可以其物理特性來描述它，如聲壓、聲強(qiáng)和聲功率等。但對聲音的評價(jià)不僅要考慮其聲波的物理指標(biāo)，也要考慮到人寬廣的聽覺范圍和評價(jià)的主觀性，用聲壓、聲強(qiáng)和聲功率的絕對值來衡量聲音很不方便，所以利用相關(guān)公式就可以把人耳能聽到的各種聲音的聲壓、聲強(qiáng)和聲功率轉(zhuǎn)化為聲壓級、聲強(qiáng)級和聲功率級，從而很方便地判斷其影響程度。例如，采用分貝標(biāo)度聲音后，把動(dòng)態(tài)范圍(2×10-5~20)Pa聲壓轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)范圍為0~120dB的聲壓級，使用相對方便，也符合人的聽覺的實(shí)際情況。簡述聲級計(jì)的工作原理。聲級計(jì)也稱噪聲計(jì)，它是用來測量噪聲的聲樂級和計(jì)權(quán)聲級的最基本的測量儀器，適用于環(huán)境噪聲和各種機(jī)器噪聲的測量，也可用于建筑聲學(xué)、電聲學(xué)的測量。聲級計(jì)的工作原理是：被測的聲壓信號通過傳聲器轉(zhuǎn)換成電壓信號，該電壓信號經(jīng)衰減器、放大器以及相應(yīng)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)、濾波器，或者輸入記錄儀器，或者經(jīng)過均方根值檢波器，直接推動(dòng)以分貝標(biāo)定的指示表頭。其中，傳聲器根據(jù)換能原理和結(jié)構(gòu)的不同，常用的傳聲器分為晶體傳聲器、電動(dòng)式傳聲器、電容傳聲器和駐極體傳聲器。放大器和衰減器是聲級計(jì)和頻譜分析儀內(nèi)部放大和衰減電信號的電子線路。經(jīng)過其處理后的信號必須再由輸入放大器進(jìn)行定量的放大才能進(jìn)入計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是由電阻和電容組成的、具有特定頻率響應(yīng)的濾波器，它能使欲測定的頻帶順利地通過，而把其他頻率的波盡可能地除去。為了使聲級計(jì)測出的聲壓級的大小接近人耳對聲音的響應(yīng)，用于聲級計(jì)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)等響曲線設(shè)計(jì)的，即A、B、C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)。敘述聲環(huán)境功能區(qū)的類型。聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測是為評價(jià)不同聲環(huán)境功能區(qū)晝間、夜間的聲環(huán)境質(zhì)量，了解功能區(qū)環(huán)境噪聲時(shí)空分布特征?！堵暛h(huán)境功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(GB/T15190-2014)和《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)均規(guī)定了按區(qū)域的使用功能特點(diǎn)和環(huán)境質(zhì)量要求，聲環(huán)境功能區(qū)分為以下五種類型：0類聲環(huán)境功能是指康復(fù)療養(yǎng)區(qū)等特別需要安靜的區(qū)域；1類聲環(huán)境功能區(qū)是指以居民住宅、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研設(shè)計(jì)、行政辦公為主要功能需要保持安靜的區(qū)域；2類聲環(huán)境功能區(qū)是指以商業(yè)金融、集市貿(mào)易為主要功能，或者居住、商業(yè)、工業(yè)混雜，需要維護(hù)住宅安靜的區(qū)域；3類聲環(huán)境功能是指以工業(yè)生產(chǎn)、倉儲物流為主要功能，需要防止工業(yè)噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域；4類聲環(huán)境功能區(qū)是指交通干線兩側(cè)一定距離之內(nèi)，需要防止交通噪聲對周圍環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響的區(qū)域，包括4a類和4b類兩種類型。4a類為高速公路、一級公路、二級公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市軌道交通(地面段)、內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域；4b類為鐵路干線兩側(cè)區(qū)域。5、敘述工業(yè)企業(yè)噪聲控制的相關(guān)規(guī)定。工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲指在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中使用固定設(shè)備等產(chǎn)生的、在廠界處進(jìn)行測量和控制的干擾周圍生活環(huán)境的聲音?！豆I(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ1-2010)要求工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)時(shí)“對生產(chǎn)工藝、操作維修、降噪效果進(jìn)行綜合分析，采用行之有效的新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，對生產(chǎn)過程和設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，應(yīng)首先從聲源上進(jìn)行控制”?！豆I(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB12348-2008)規(guī)定了工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲不得超過規(guī)定的排放限值。夜間偶發(fā)噪聲的最大聲級超過限值的幅度不得高于10dB(A)。夜間偶發(fā)噪聲的最大聲級超過限值的幅度不得高于15dB(A)。工業(yè)企業(yè)若位于未劃分聲環(huán)境功能區(qū)的區(qū)域，當(dāng)廠界外有噪聲敏感建筑物時(shí)，由當(dāng)?shù)乜h級以上人民政府參照《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)和《聲環(huán)境功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》(GB/T15190-2014)的規(guī)定確定廠界外區(qū)域的聲環(huán)境質(zhì)量要求，并執(zhí)行相應(yīng)的廠界環(huán)境噪聲排放限值。第6章課后習(xí)題參考答案簡述放射性測量實(shí)驗(yàn)室的分類與安全要求。答：1.放射性測量實(shí)驗(yàn)室。由于放射性監(jiān)測的對象是放射性物質(zhì)，為保證操作人員的安全，防止污染環(huán)境，對實(shí)驗(yàn)室有特殊的設(shè)計(jì)要求，并需要制定嚴(yán)格的操作規(guī)程。測批放射性需要使用專門的檢測器。放射性測量實(shí)驗(yàn)室分為兩個(gè)部分，一是放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，二是放射性計(jì)測實(shí)驗(yàn)室。(1)放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。放射性樣品的處理一般應(yīng)在放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。為得到準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果和考慮操作安全問題，該實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)符合以下要求：墻壁、門窗、天花板等要涂刷耐酸油漆，電燈和電線應(yīng)裝在墻壁內(nèi)；有良好的通風(fēng)設(shè)施，大多數(shù)處理樣品操作應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行，通風(fēng)馬達(dá)應(yīng)裝在管道外；地面及各種家具面要用光平材料制作，操作臺面上應(yīng)鋪塑料布；洗滌池最好不要有尖角，放水用足踏式龍頭，下水管道盡量少用彎頭和接頭等。實(shí)驗(yàn)室工作人員應(yīng)養(yǎng)成整潔、小心的優(yōu)良工作習(xí)慣，工作時(shí)穿戴防護(hù)服、手套、口罩，佩戴個(gè)人劑量監(jiān)測儀等；操作放射性物質(zhì)時(shí)用夾子、鑷子、盤子、鉛玻璃防護(hù)屏等器具，工作完畢后立即清洗所用器具并放在固定地點(diǎn)，還需洗手和淋??；實(shí)驗(yàn)室必須經(jīng)常打掃和整理，配置專用放射性廢物桶和廢液缸。對放射源要有嚴(yán)格的管理制度，實(shí)驗(yàn)室工作人員要定期進(jìn)行體檢。上述要求的嚴(yán)格程度也隨實(shí)際操作放射性的水平而異。對操作具有微量放射性的環(huán)境類樣品的實(shí)驗(yàn)室，上述各項(xiàng)措施中有些可以省略或修改。(2)放射性計(jì)測實(shí)驗(yàn)室。放射性計(jì)測實(shí)驗(yàn)室裝備有靈敏度高、選擇性和穩(wěn)定性好的放射性計(jì)量儀器和裝置。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，特別要考慮放射性本底問題，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放射性本底來源于宇宙射線、地面和建筑材料，甚至測量用的屏蔽材料中所含的微量放射性物質(zhì)，以及鄰近放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的放射性沾污等。對于消除或降低本底的影響，常采用兩種措施，一是根據(jù)其來源采取相應(yīng)措施，使之降到最低程度，二是通過數(shù)據(jù)處理，對測量結(jié)果進(jìn)行修正。此外，要求實(shí)驗(yàn)室供電電壓和頻率十分穩(wěn)定，各種電子儀器應(yīng)有良好的接地和進(jìn)行有效的電磁屏蔽；室內(nèi)最好保持恒溫。2.簡述放射性檢測器的分類及特點(diǎn)。放射性檢測器檢測放射性的基本原理基于射線與物質(zhì)間相互作用所產(chǎn)生的各種效應(yīng)，包括電離、發(fā)光、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和能產(chǎn)生次級粒子的核反應(yīng)等。最常用的檢測器有三類，即電離型檢測器、閃爍檢測器和半導(dǎo)體檢測器電離型檢測器。電離型檢測器是利用射線通過氣體介質(zhì)時(shí)，使氣體發(fā)生電離的原理制成的檢測器。電離型檢測器有電流電離室、正比計(jì)數(shù)管和蓋革計(jì)數(shù)管(GM計(jì)數(shù)管)三種。電流電離室是測量由于電離作用而產(chǎn)生的電離電流，適用于測量強(qiáng)放射性；正比計(jì)數(shù)管和蓋革計(jì)數(shù)管則是測量由每個(gè)入射粒子引起電離作用而產(chǎn)生的脈沖式電壓變化，從而對入射粒子逐個(gè)計(jì)數(shù)，適于測量弱放射性。以上三種檢測器之所以有不同的工作狀態(tài)和不同的功能，主要是因?yàn)閷λ鼈兪┘拥墓ぷ麟妷翰煌?，從而引起電離過程的不同。(2)閃爍檢測器。閃爍檢測器是利用射線與物質(zhì)作用發(fā)生閃光的儀器。它具有一個(gè)受帶電粒子作用后其內(nèi)部原子或分子被激發(fā)而發(fā)射光子的閃爍體。當(dāng)射線照在閃光體上時(shí)，便發(fā)射出熒光光子，并且利用光導(dǎo)和反光材料等將大部分光子收集在光電倍增管的光陰極上。光子在靈敏陰極上打出光電子，經(jīng)過倍增放大后在陽極上產(chǎn)生電壓脈沖，此脈沖還是很小的，需再經(jīng)電子線路放大和處理后記錄下來。(3)半導(dǎo)體檢測器。半導(dǎo)體檢測器的工作原理與電離型檢測器相似，但其檢測元件是固態(tài)半導(dǎo)體。當(dāng)放射性粒子射入這種元件后，產(chǎn)生電子-空穴對，電子和空穴受外加電場的作用，分別向兩極運(yùn)動(dòng)，并被電極所收集，從而產(chǎn)生脈沖電流，再經(jīng)放大后，由多道分析器或計(jì)數(shù)器記錄，3.簡述放射性監(jiān)測的分類。答：放射性監(jiān)測按監(jiān)測對象、技術(shù)途徑和目的可分為以下五類：1.按監(jiān)測對象環(huán)境本底監(jiān)測、污染源監(jiān)測和人體監(jiān)測。2.按技術(shù)手段瞬時(shí)監(jiān)測、累積監(jiān)測和連續(xù)監(jiān)測。3.按核素類型α/β監(jiān)測、γ譜監(jiān)測和中子監(jiān)測。4.按應(yīng)用場景應(yīng)急監(jiān)測、常規(guī)監(jiān)測和退役監(jiān)測。5.按監(jiān)測介質(zhì)大氣監(jiān)測、水體監(jiān)測和生物監(jiān)測。4.簡述環(huán)境樣品進(jìn)行放射性測定過程。答：對環(huán)境樣品進(jìn)行放射性測定要經(jīng)過樣品采集、樣品預(yù)處理、選擇適宜方法與儀器進(jìn)行測定三個(gè)過程。5.簡述電磁輻射主要來源。答：電磁輻射主要來源于以下兩個(gè)方面：(1)自然電磁輻射。自然電磁輻射主要來自地球大氣層中的雷電、宇射線、天體放電、地球磁場輻射和地球熱輻射等。(2)環(huán)境電磁輻射。環(huán)境電磁輻射主要來自發(fā)射臺、高壓線、雷達(dá)站、微波用具、電視機(jī)、無線電等工業(yè)和生活中所用的電子設(shè)備。6.簡述電磁輻射的影響。答：電磁輻射最嚴(yán)重的危害之一是會(huì)導(dǎo)致電磁干擾(Electromagneticlnterference，EMI)。隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)展，以及各種商用和家用電子產(chǎn)品數(shù)量的急劇增加，尤其是隨著電子線路和元件的微型化、集成化、輕量化和數(shù)字化，導(dǎo)致日常使用的電子產(chǎn)品易受外界電磁波干擾血出現(xiàn)誤動(dòng)，圖像障礙以及聲音障礙等。在某些醫(yī)院、銀行加油站、機(jī)場內(nèi)部等，具有發(fā)射源功能的無線電設(shè)備被禁上使用，就是為了防止電磁于擾，以免造成不必要的損失。近年來，袖珍電子計(jì)算機(jī)造成民航導(dǎo)航裝置發(fā)生誤動(dòng)，以及電腦控制的流水生產(chǎn)線失控、機(jī)械手亂動(dòng)作傷人等事故，這些輕則造成財(cái)產(chǎn)損失，重則導(dǎo)致機(jī)毀人亡。7.簡述造成電磁輻射超標(biāo)的原因答：(1)輻射源自身的因素：各類電子、電氣設(shè)備在工作時(shí)都是電磁輻射源，其產(chǎn)生的電磁輻射泄漏是造成環(huán)境電磁輻射超標(biāo)的可能因素，一些大型的功率發(fā)射設(shè)施設(shè)備，由于發(fā)射功率大、能量高，是造成其周圍環(huán)境電磁輻射超標(biāo)的主要原因。(2)輻射源安裝使用位置因素：一些具有較強(qiáng)電磁輻射能力的設(shè)備，其安裝使用位置與人們居住、生活的空間發(fā)生重疊，容易導(dǎo)致電磁輻射超標(biāo)。(3)職業(yè)暴露因素：在一些專業(yè)領(lǐng)域從事技術(shù)工作的人群，由于長時(shí)間暴露于輻射源近場范圍之內(nèi)，電磁輻射超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)較高。例如：廣播、電視發(fā)射設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)人員，工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備的操作使用人員，雷達(dá)、導(dǎo)航、通信設(shè)備的操作使用和維修保障人員等。(4)其他引起輻射超標(biāo)的因素：由戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害、重大事故等引發(fā)的電磁輻射危害，如核戰(zhàn)爭、核設(shè)施泄漏事故等。8.簡述電磁輻射對人體的危害。答：(1)對心理和行為健康的危害。電磁輻射可以對人的心理和行為產(chǎn)生影響。大量資料證明：電磁能使人出現(xiàn)頭昏腦漲，失眠多夢，記憶力減退等癥狀。電磁場對睡眠的影響是對患者心理、行為和識別能力影響的反映。(2)對心血管系統(tǒng)的危害。超短波、微波除了引起比較嚴(yán)重的神經(jīng)衰弱癥外，最突出的是造成植物神經(jīng)機(jī)能紊亂，主要反應(yīng)在心血管系統(tǒng)中，如心動(dòng)過緩，血壓下降或心動(dòng)過速等。(3)對眼的危害。高強(qiáng)度電磁輻射可使人眼晶狀體蛋白質(zhì)凝固，輕者混濁，嚴(yán)重者可造成白內(nèi)障，傷害角膜，虹膜和前房，導(dǎo)致視力減退乃至完全失。(4)對癌癥發(fā)生率的影響。大量試驗(yàn)研究表明：電磁輻射以多種方式影響生命細(xì)胞。極低頻電磁輻射與白血病(尤其是兒童白血病)、乳腺癌、皮膚惡性黑色素癌、神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、急性淋巴性白血病等有關(guān)，這些結(jié)果通過細(xì)胞學(xué)研究得到了理論驗(yàn)證。(5)對生殖系統(tǒng)的危害。電腦輻射對女性還易造成生殖機(jī)能及胚胎發(fā)育異常，甚至影響男子精子機(jī)能。世界衛(wèi)生組織的研究指出，孕婦每周使用20h以電腦，其流產(chǎn)發(fā)生率增加80％以上，并且還可能導(dǎo)致胎兒畸形。9.簡述電磁輻射危害人體的機(jī)理。答：電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)等10.簡述電磁輻射的防護(hù)技術(shù)。答：(1)輻射源控制。(2)電磁屏蔽技術(shù)(3)接地技術(shù)。(4)電磁波吸收防護(hù)。(5)線路濾波。(6)遠(yuǎn)距離作業(yè)。(7)個(gè)體防護(hù)。(8)醫(yī)學(xué)防護(hù)措施。11.簡述電磁輻射測量的基本要求。答：(1)測量時(shí)的環(huán)境條件應(yīng)符合儀器的使用環(huán)境條件，測量記錄應(yīng)注明環(huán)境條件。(2)測量點(diǎn)位置的選取應(yīng)考慮使測量結(jié)果具有代表性。不同的測量目的應(yīng)采取不同的測量方案。(3)測量前應(yīng)估計(jì)最大場強(qiáng)值，以便選擇測量設(shè)備。測量設(shè)備應(yīng)與所測對象在頻率、量程、響應(yīng)時(shí)間等方面相符合，以保證測量的準(zhǔn)確。(4)測量時(shí)必須獲得足夠的數(shù)據(jù)量，以保證測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。(5)測量中異常數(shù)據(jù)的取舍以及測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理應(yīng)按統(tǒng)計(jì)學(xué)原則處理。(6)電磁輻射測量應(yīng)建立完整的文件資料以備復(fù)查，文件資料包括測量設(shè)備的校準(zhǔn)證書、測量方案、測量布點(diǎn)圖、原始測量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)處理方法等。(7)場參數(shù)測量時(shí)，若用寬帶測量設(shè)備進(jìn)行測量，測量值沒有超出限值，則不需用其他設(shè)備進(jìn)行測量，否則應(yīng)使用窄帶測量設(shè)備進(jìn)行測量，找出影響測量結(jié)果的主要輻射源。(8)對固定輻射源(如電視發(fā)射塔)進(jìn)行場參數(shù)測量，應(yīng)設(shè)法避免或盡量減少周邊偶發(fā)的其他輻射源的干擾，對不可避免的干擾估計(jì)其對測量結(jié)果可能產(chǎn)生的最大誤差。(9)測量設(shè)備應(yīng)定期校準(zhǔn)。12.簡述光污染的分類。答：光污染一般可分為白亮污染、人工白晝和彩光污染三類13.簡述熱污染的危害。答：廣義的熱污染包括溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)和水體熱污染，狹義的熱污染僅指水體熱污染,是指向水體排放廢熱造成的水體環(huán)境破壞。異常的氣候變化和人為因素是廣義熱污染的兩大主因，而水體熱污染則基本都是人為因素造成的。(1)危害人體健康。(2)影響全球氣候變化。(3)污染大氣。(4)污染水體。(5)加快水分蒸發(fā)。(6)增加能量消耗。第7章課后習(xí)題參考答案1.簡述火災(zāi)的定義及分類?；馂?zāi)是一種在時(shí)間和空間上失去人為控制的燃燒現(xiàn)象，是可燃物與氧化劑發(fā)生相互作用的一種氧化還原反應(yīng)，所以產(chǎn)生火災(zāi)的必要條件有可燃物、氧化劑和著火源以及它們之間的相互作用?！痘馂?zāi)分類》(GB/T4968—2008)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：根據(jù)可燃物的類型和燃燒特性，將火災(zāi)分成6類。A類火災(zāi)：固體物質(zhì)火災(zāi)。這種物質(zhì)通常具有有機(jī)物性質(zhì)，一般在燃燒時(shí)能產(chǎn)生灼熱的余燼。如木材、棉、毛、麻、紙張火災(zāi)等。B類火災(zāi)：液體或可熔化的固體物質(zhì)火災(zāi)。如汽油、煤油、柴油、原油、甲醇、乙醇、瀝青、石蠟火災(zāi)等。C類火災(zāi)：氣體火災(zāi)。如煤氣、天然氣、甲烷、乙烷、丙烷、氫氣火災(zāi)等。D類火災(zāi)：金屬火災(zāi)。E類火災(zāi)：帶電火災(zāi)，物體帶電燃燒的火災(zāi)。F類火災(zāi)：烹飪器具內(nèi)的烹飪物(如動(dòng)植物油脂)火災(zāi)。這種火災(zāi)分類對選用滅火方式，特別是對選用滅火器具有指導(dǎo)作用。2.發(fā)生火災(zāi)的必要條件和充分條件各是什么？1)產(chǎn)生火災(zāi)的必要條件有可燃物、氧化劑和著火源以及它們之間的相互作用（也稱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）。2)充分條件（觸發(fā)燃燒）即使四個(gè)必要條件同時(shí)存在，火災(zāi)未必立即發(fā)生，還需滿足以下充分條件：①能量閾值：點(diǎn)火源的能量必須超過可燃物的最小點(diǎn)火能（如甲烷的最小點(diǎn)火能為0.28mJ，木材需更高溫度）。例：靜電火花能量不足時(shí)，無法點(diǎn)燃木材。②濃度范圍：可燃物與助燃物的比例需在爆炸極限/燃燒極限內(nèi)（如甲烷在空氣中的體積濃度需5%～15%）。例：天然氣泄漏后若濃度過低（<5%）或過高（>15%），均不會(huì)燃燒。③環(huán)境條件：溫度、壓力、濕度等需支持燃燒（如低溫高濕環(huán)境可能抑制燃燒）。④時(shí)間因素：點(diǎn)火源與可燃物的接觸時(shí)間需足夠長（如短暫火星可能無法點(diǎn)燃濕木材）。3.簡述火災(zāi)探測器的定義和分類?；馂?zāi)探測器是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)報(bào)基布和最關(guān)鍵的部件之一，能不斷地監(jiān)視和探測被保護(hù)區(qū)域火災(zāi)的早期信號。常用的分類方法是按探測器的結(jié)構(gòu)造型、探測的火災(zāi)參數(shù)、輸出信號的形式和使用環(huán)境等進(jìn)行分類。1）按火災(zāi)探測器的結(jié)構(gòu)造型分類按火災(zāi)探測器的結(jié)構(gòu)造型分類，可分成點(diǎn)型和線型兩大類。點(diǎn)型探測器是探測元件集中在一個(gè)特定點(diǎn)上，響應(yīng)該點(diǎn)周圍空間的火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器。民用建筑中基本上部使用點(diǎn)型探測器。線型火災(zāi)探測器是一種響應(yīng)某一連續(xù)線路周圍的火災(zāi)參數(shù)的火災(zāi)探測器，線型探測器多用于工業(yè)設(shè)備及民用建筑中一些特定場合。2）根據(jù)探測火災(zāi)參數(shù)的不同分類根據(jù)探測火災(zāi)參數(shù)的不同，可以劃分為感煙、感溫、感光，可燃?xì)怏w和復(fù)合式等幾大類。3）按照安裝場所的環(huán)境條件分類按照安裝場所的環(huán)境條件分類，主要有陸用型（主要用于陸地、無腐蝕性氣體、溫度范圍為-10~+50℃、相對濕度在85%以下的場合中）、船用型（其特點(diǎn)是耐溫和耐濕.也可用于其他高溫、高濕的場所）、耐酸型、耐堿型、防爆型等。4）按據(jù)探測到火災(zāi)信號后動(dòng)作是否延時(shí)分類按據(jù)探測到火災(zāi)信號后的動(dòng)作是否延時(shí)向火災(zāi)報(bào)警控制器送出火警信號，可分為延時(shí)型和非延時(shí)型兩種。按輸出信號的形式分類，可分為模擬型探測器和開關(guān)型探測器。按安裝方式分類，可分為露出型和埋入型。簡述感煙式火災(zāi)探測器的分類。答：感煙火災(zāi)探測器主要用于探測火災(zāi)過程的早期和陰燃階段的煙霧，是目前世界上應(yīng)用較普及、數(shù)量較多的火災(zāi)探測器。點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測器包括離子感煙式火災(zāi)探測器和光電感煙式火災(zāi)探測器。線型感煙火災(zāi)探測器?？諝獠蓸踊馂?zāi)探測器。5.感溫火災(zāi)探測器主要有哪幾種工作方式?答：感溫火災(zāi)探測器的種類極多，主要是根據(jù)其敏感元件的不同而產(chǎn)生各種形式的感溫火災(zāi)探測器。常用的熱敏元件有雙金屬片、易熔合金、低熔點(diǎn)塑料、水銀、酒精、熱敏絕緣材料、半導(dǎo)體熱敏電阻、膜盒機(jī)構(gòu)等。根據(jù)監(jiān)測溫度參數(shù)的不同，感溫火災(zāi)探測器有定溫、差溫和差定溫3種類別，定溫火災(zāi)探測器用于響應(yīng)的溫度達(dá)到或超過某一預(yù)定值的場合，差溫探測器是檢測“溫升”為目的，而差定溫火災(zāi)探測器則兼顧“溫度”和“溫升”兩種功能。6.簡述空氣管式線型感溫探測器的工作原理及其應(yīng)用。答：線型感溫火災(zāi)探測器也可稱為空氣管線型差溫火災(zāi)探測器?？諝夤芫€型差溫火災(zāi)探測器是用空氣管作為敏感元件制成差溫工作方式感受溫升速率的一種火災(zāi)探測器，利用點(diǎn)型膜盒差溫火災(zāi)探測器氣室的工作特點(diǎn)，將一根用銅或不銹鋼制成的細(xì)管（空氣管）與膜盒相接構(gòu)成氣室。當(dāng)環(huán)境溫度上升較慢時(shí)，空氣管內(nèi)受熱膨脹的空氣可從泄漏孔排出，不會(huì)推動(dòng)膜片，電接點(diǎn)不閉合；火災(zāi)時(shí)，若環(huán)境溫度上升很快，空氣管內(nèi)急劇膨脹的空氣來不及從泄漏孔排出，空氣室中壓強(qiáng)增大到足以推動(dòng)膜片位移，使電接點(diǎn)閉合，即探測器動(dòng)作，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號。7.簡述紫外火焰探測器和紅外火焰探測器的工作原理。答：紫外感光火災(zāi)探測器由于使用了紫外光敏管為敏感元件，而紫外光敏管同時(shí)也具有光電管和充氣閘流管的特性，所以它使紫外感光火災(zāi)探測器具有響應(yīng)速度快、靈敏度高的特點(diǎn)，可以對易燃物火災(zāi)進(jìn)行有效報(bào)警。紅外火焰探測器會(huì)響應(yīng)火焰產(chǎn)生的紅外輻射(波長大于700nm)，紅外線波長較長，煙粒對其吸收和衰減能力較弱，即使有大量煙霧存在的火場，在距火焰一定距離內(nèi)，仍可使紅外線敏感元件感應(yīng)，發(fā)出報(bào)警信號。8.簡述太陽光對紫外火焰探測器和紅外火焰探測器的影響。由于太陽光中的紫外線被地球外層的臭氧層吸收，減少了陽光對紫外火焰探測器的干擾，大多數(shù)照明光源也沒有發(fā)射紫外光，所以紫外火焰探測器成為最早獲得實(shí)際應(yīng)用的火焰探測器，但是當(dāng)雨天發(fā)生雷電時(shí)、電焊產(chǎn)生電弧時(shí)、高壓線路放電時(shí)、放焰火出現(xiàn)紫光時(shí)、照明和消毒采用紫外燈時(shí)，紫外火焰探測器都會(huì)發(fā)出誤報(bào)信號。簡述辦公樓、計(jì)算機(jī)房、圖書館、體育館、噴漆車間、煙草倉庫等典型場所的火災(zāi)探測器選用方法和原則，并列出被選用的火災(zāi)探測器名稱。答：參考表7-3完成相應(yīng)場所火災(zāi)探測器的選用。解釋火災(zāi)探測器的靈敏度、可靠性、穩(wěn)定性、維修性等性能指標(biāo)的含義?；馂?zāi)探測器的靈敏度是指在相同的火災(zāi)探測現(xiàn)場不同的探測器探測火災(zāi)參數(shù)的能力，也有用對某火災(zāi)參數(shù)的響應(yīng)閾值高低來表示。火災(zāi)探測器的可靠性是指在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下，火災(zāi)探測器長期不間斷運(yùn)行期間隨時(shí)能夠執(zhí)行其預(yù)定功能的能力?；馂?zāi)探測器的穩(wěn)定性是指在一個(gè)預(yù)定的周期時(shí)間內(nèi)，以基本不變的靈敏度重復(fù)感受火災(zāi)相應(yīng)參數(shù)的能力?；馂?zāi)探測器的維修性是指對可以維修的探測器產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)的難易程度或?yàn)樾迯?fù)所花費(fèi)的時(shí)間與成本。第8章思考題及參考答案

1、無損檢測的發(fā)展趨勢（1）數(shù)字化、圖像化、智能化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等的快速發(fā)展，無損檢測技術(shù)和儀器已經(jīng)呈現(xiàn)出數(shù)字化、圖像化和智能化現(xiàn)象并且還在進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展。（2）自動(dòng)化。隨著技術(shù)的發(fā)展，無損檢測技術(shù)呈現(xiàn)檢測的自動(dòng)化的發(fā)展趨勢。（3）標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。無損檢測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和人才培養(yǎng)的規(guī)范化正在不斷加強(qiáng)。在國際范圍內(nèi)，無損檢測的國際標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織負(fù)責(zé)組織和實(shí)施。（4）綠色化。綠色無損檢測技術(shù)會(huì)隨著綠色制造的發(fā)展成為未來的一個(gè)重要發(fā)展方向。我國著名無損檢測專家耿榮生教授將低耗能、低排放和環(huán)境友好作為綠色無損檢測技術(shù)的核心。2、超聲波基本波形和分類方法(1)縱波L介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相同的波叫縱波，用L表示。(2)橫波T介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向垂直于波的傳播方向的波叫橫波，用T表示。(3)表面波超聲波沿固體介質(zhì)表面?zhèn)鬟f，傳聲介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)沿橢圓形軌跡振動(dòng)的波叫表面波，用S表示。(4)板波在板厚和波長相當(dāng)?shù)膹椥员“逯袀鞑サ某暡ń邪宀ɑ蛱m姆波，用P表示。3、紅外輻射的2個(gè)基本定律（1）基爾霍夫定律。在工程中用輻射率ε來定量地描述物體輻射或吸收紅外的能力，它等于物體的實(shí)際輻射Ⅰ和同溫度下黑體輻射強(qiáng)度Ib之比，即（2）斯捷藩-波爾茲曼定律。根據(jù)普朗克黑體熱輻射定律，在溫度T一定時(shí)，黑體輻射的能流密度僅僅是輻射波長λ的函數(shù)。因此，物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系，在工業(yè)上可用于設(shè)備、構(gòu)件等的熱點(diǎn)檢測和熱輻射測溫。Rλ=ελ.σ.T44、滲透檢測的基本步驟滲透檢測的基本原理是以液體的某些特性為基礎(chǔ)，主要包括滲透、清洗，顯像和觀察四個(gè)方面。（1）滲透將工件浸漬在滲透液中，或采用噴涂、刷涂方法將滲透液均勻地涂抹于工件表面，滲透液就會(huì)沿缺陷邊壁逐漸浸潤而滲入缺陷內(nèi)部。（2）清洗在滲透液充分滲入缺陷內(nèi)腔以后，用水或溶劑將工件表面多余的滲透液清洗干凈，并使其干燥。（3）顯像將氧化鎂、二氧化硅等顯像劑配制成的顯像液均勻涂敷在工件表面，形成顯像膜，殘留在缺陷內(nèi)的滲透液通過顯像膜中粉末間隔的毛細(xì)現(xiàn)象的作用被顯像膜回吸，在工件表面顯示放大的缺陷圖像。（4）觀察在自然光下(著色滲透法)或在紫外線燈照射下(熒光滲透法)，檢驗(yàn)人員用目視法進(jìn)行觀察。5、漏磁檢測與磁粉檢測的異同點(diǎn)漏磁檢測的基本原理與磁粉檢驗(yàn)相同，都是利用鐵磁性材料被磁化時(shí)，在表面或近表面的缺陷處能產(chǎn)生漏磁場的現(xiàn)象，但是漏磁檢測不使用磁粉而是直接使用特殊的測磁裝置(磁帶、檢測線圈、磁敏元件、磁通量閘門等)探查并記錄漏磁通的存在來達(dá)到檢測目的。6、渦流檢測的原理通過監(jiān)測線圈中電流的變化(激勵(lì)電流為恒定值)，即可探知渦流的變化，還可以采用另一個(gè)附加的專用檢測線圈來直接感受渦流磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過監(jiān)測感應(yīng)電流的變化達(dá)到監(jiān)測渦流磁場變化亦即渦流的變化，從而達(dá)到檢測工件中表面或近表面不連續(xù)性、獲得有關(guān)試件材質(zhì)、幾何尺寸、形狀等變化信息的目的。第9章課后習(xí)題參考答案簡述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的基本概念。答：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(StructuralHealthMonitoring，簡稱SHM)是指通過先進(jìn)傳感技術(shù)監(jiān)測結(jié)構(gòu)在環(huán)境或人為激勵(lì)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)（如應(yīng)變、加速度等），結(jié)合先進(jìn)的信號信息處理技術(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和損傷狀況的識別與結(jié)構(gòu)性能的評估乃至未來服役周期內(nèi)的性能預(yù)測，從而保障結(jié)構(gòu)安全與實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)預(yù)防性管養(yǎng)的技術(shù)。簡述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的智能化的主要表現(xiàn)。答：伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的智能化發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面(1)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的智能檢測，通過有限數(shù)量的傳感器的測試，判斷結(jié)構(gòu)構(gòu)件或整個(gè)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)；(2)結(jié)構(gòu)未知損傷的自動(dòng)診斷，通過對結(jié)構(gòu)上有限數(shù)量損傷指標(biāo)的測量，自動(dòng)確定結(jié)構(gòu)未知損傷的位置、發(fā)生的時(shí)間和損傷的程度；(3)結(jié)構(gòu)安全性的實(shí)時(shí)自動(dòng)評定，根據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)和已發(fā)生的損傷情況，自動(dòng)對當(dāng)前結(jié)構(gòu)安全性能做出評價(jià)。簡述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)。答：健康監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①健康監(jiān)測系統(tǒng)在世界重大工程上的應(yīng)用方興未艾，應(yīng)用最多的是橋梁結(jié)構(gòu)，并逐漸推廣到其他形式的結(jié)構(gòu)；②監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)模與工程投資相匹配，監(jiān)測項(xiàng)目與結(jié)構(gòu)形式相匹配；③系統(tǒng)的開發(fā)向連續(xù)監(jiān)測、運(yùn)行便捷、功能全面和高新技術(shù)應(yīng)用等方向發(fā)展。敘述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)在不同建筑結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用。應(yīng)用健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要建筑結(jié)構(gòu)包括有：1.大跨度橋梁。大跨度橋梁是各國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是重要的生命線工程。從20世紀(jì)80年代中期開始，各種規(guī)模的橋梁開始設(shè)計(jì)與安裝結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠監(jiān)測橋梁的運(yùn)營狀況及健康狀態(tài)，對該系統(tǒng)所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析即可評價(jià)大橋的動(dòng)力特性。保障橋梁的安全運(yùn)營，發(fā)現(xiàn)橋梁早期安全隱患提供了硬件支持和技術(shù)依據(jù)，同時(shí)可以大大節(jié)約橋梁的維修費(fèi)用，可避免頻繁大修、關(guān)閉交通所引起的重大損失。如如東海大橋，它監(jiān)測內(nèi)容有：環(huán)境監(jiān)測、大氣溫度、風(fēng)、腐蝕、水文波浪、橋墩基礎(chǔ)沖刷狀況；結(jié)構(gòu)特性監(jiān)測，如結(jié)構(gòu)靜力影響系數(shù)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性；結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)響應(yīng)監(jiān)測，如整體結(jié)構(gòu)幾何變形、構(gòu)件應(yīng)力變化及分布狀況、斜拉索索力狀況、鋼構(gòu)件疲勞狀況、橋墩沉降狀況。這些結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和運(yùn)行對大橋的日常維護(hù)、管理和災(zāi)害預(yù)警具有十分重要的作用。2.建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)是除橋梁外應(yīng)用較多健康監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要包括超高層建筑、大型復(fù)構(gòu)重要?dú)v史建筑。中國在建造高樓的方面絕對位居世界第一。超高層建筑日益蓬勃發(fā)展，人們對于超高層建筑與大型空間結(jié)構(gòu)安全性的關(guān)注，也在這些建筑或結(jié)構(gòu)上也安裝了一些健康監(jiān)測系統(tǒng)。針對超高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、監(jiān)測環(huán)境及荷載作用，超高層建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測主要包括風(fēng)荷載、環(huán)境氣候、地震、豎向不均勻變形、結(jié)構(gòu)頂層水平變形和基礎(chǔ)沉降、層間位移、關(guān)鍵構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)振動(dòng)等。中國廣州新電視塔等建筑結(jié)構(gòu)安裝了復(fù)雜的長期結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)以實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)構(gòu)在施工和服務(wù)階段的情況。監(jiān)測的內(nèi)容有荷載和結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測，主要包括：（1）環(huán)境風(fēng)速風(fēng)壓監(jiān)測；（2）環(huán)境氣溫度、濕度、雨量、氣壓監(jiān)測；（3）地震監(jiān)測；（4）長期健康監(jiān)測；（5）沉降監(jiān)測；（6）塔身、桅桿傾斜度監(jiān)測；（7）關(guān)鍵部位的應(yīng)變、應(yīng)力監(jiān)測；（8）塔體、桅桿靜位移監(jiān)測、結(jié)構(gòu)模態(tài)、阻尼監(jiān)測、關(guān)鍵截面加速度響應(yīng)、腐蝕度檢測。安全評定分為構(gòu)件安全評定和整體安全評定，安全評定的結(jié)果通過可視化技術(shù)在監(jiān)控中心的監(jiān)視器上實(shí)時(shí)顯示，并把安全評定的結(jié)果存入中心服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中；此外，中心服務(wù)器內(nèi)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)可以通過局域網(wǎng)將有關(guān)的結(jié)果傳輸?shù)较嚓P(guān)單位，也允許系統(tǒng)開發(fā)人員遠(yuǎn)程維護(hù)。3.水利工程結(jié)構(gòu)。我國水利工程產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，推動(dòng)了我國大壩安全監(jiān)控管理事業(yè)的進(jìn)步。水庫大壩安全是影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分之一，大壩安全監(jiān)控管理系統(tǒng)也是國家的重要需求。大壩安全綜合評價(jià)系統(tǒng)可以為大壩正常運(yùn)行的狀況提供真實(shí)數(shù)據(jù)，并對其安全隱患提出報(bào)警，從而更能對大壩有針對性的進(jìn)行隱患管理，改善安全運(yùn)行條件。系統(tǒng)可以預(yù)測大壩潰堤時(shí)的災(zāi)害事故，相關(guān)部門也能夠保證保護(hù)上下游居民的安置，并報(bào)告給相關(guān)人員做好物資準(zhǔn)備。大壩安全監(jiān)控工作中最重要的就是對滲壓與滲流量這兩個(gè)變量。此外，對大壩內(nèi)部監(jiān)內(nèi)容包括大壩承受力、大壩內(nèi)部開裂情況、大壩內(nèi)部溫度、大壩滲透壓以及鋼筋承受力等，而在對大壩內(nèi)容進(jìn)行安全監(jiān)控的同時(shí)，對大壩外部環(huán)境的安全監(jiān)測也尤為重要，外部環(huán)境監(jiān)測主要包括對周圍環(huán)境的監(jiān)控、對水位的監(jiān)控以及對降雨、溫度等氣象因素的檢測。4.海洋平臺結(jié)構(gòu)。海洋平臺結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的目的是能夠通過長期、連續(xù)和在位的監(jiān)測，及時(shí)掌握平臺的運(yùn)行狀況、識別結(jié)構(gòu)的隱性損傷并預(yù)警、以及評估結(jié)構(gòu)的健康壽命，從而避免生命和財(cái)產(chǎn)的損傷，確保安全生產(chǎn)。方法是對海洋平臺的原型系統(tǒng)進(jìn)行在位、全尺度、長期和連續(xù)的監(jiān)測，將海洋平臺及其現(xiàn)場海域環(huán)境作為整體的系統(tǒng)進(jìn)行分析，基于監(jiān)測的數(shù)據(jù)，提取能夠反映海洋平臺結(jié)構(gòu)變化的特征，并依據(jù)其變化的規(guī)律診斷結(jié)構(gòu)的損傷。海洋平臺的健康監(jiān)測有它自身的特點(diǎn)，其環(huán)境荷載的非平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和失效模式的不確定性都是影響識別隱性損傷的不利因素。敘述健康監(jiān)測技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)健康、安全上所發(fā)揮的作用。答：(1)結(jié)構(gòu)長壽命周期安全與成本最優(yōu)。只有有效地進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測和評估，基礎(chǔ)設(shè)施的長壽命周期安全和整體費(fèi)用的最優(yōu)化才能得到有效的保障。通過對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測，對結(jié)構(gòu)現(xiàn)有狀況以及未來健康狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測，然后進(jìn)行針對性的管理和維護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)長壽命并降低其服役周期內(nèi)的成本。(2)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的安全保障與新型設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證.結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測能夠驗(yàn)證基于性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法并能夠?yàn)槠浒l(fā)展提供充實(shí)的來源于實(shí)際結(jié)構(gòu)測試的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(3)結(jié)構(gòu)維護(hù)的自動(dòng)化和智能化.健康監(jiān)測技術(shù)在大型基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用能夠大幅提高結(jié)構(gòu)自身的智能化進(jìn)而提高其管養(yǎng)效率。結(jié)構(gòu)的智能化以結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測為基礎(chǔ)，通過智能感知、互聯(lián)互通、協(xié)調(diào)共享和運(yùn)營來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的智能化。(4)受災(zāi)結(jié)構(gòu)的信息收集與快速評估.結(jié)構(gòu)本身安裝的健康監(jiān)測系統(tǒng)，以及災(zāi)后健康監(jiān)測手段（如遙感監(jiān)測）的使用，可大范圍內(nèi)快速評價(jià)地震等重大自然災(zāi)害的影響和提出有效應(yīng)急方案，從而為災(zāi)后應(yīng)急和重建工作作出貢獻(xiàn)。敘述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)所需要解決的問題。（1）適宜的結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)或指標(biāo)體系的選取。（2）傳感器優(yōu)化布置。（3）獨(dú)立損傷識別方法。（4）基于環(huán)境激勵(lì)下的系統(tǒng)識別模式。（5）信號處理的準(zhǔn)確性。（6）科學(xué)的結(jié)構(gòu)整體安全性評價(jià)方法。簡述結(jié)構(gòu)健康系統(tǒng)的組成與功能。答：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)主要由四個(gè)功能子系統(tǒng)組成并通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系進(jìn)行工作。這四個(gè)子系統(tǒng)是：(1)傳感器系統(tǒng)：包括各類傳感器，如加速度計(jì)、風(fēng)速風(fēng)向儀、位移計(jì)、溫度計(jì)、應(yīng)變計(jì)等用以采集結(jié)構(gòu)的響應(yīng)數(shù)據(jù)；(2)信息傳輸與存儲系統(tǒng)：包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)平臺、安全監(jiān)測局域網(wǎng)、與因特網(wǎng)的連接等。將采集并處理過的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并保存在監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫中；(3)結(jié)構(gòu)狀態(tài)參數(shù)分析與損傷識別：識別結(jié)構(gòu)各類型參數(shù)與對照損傷及外部荷載的成套理論，利用具備損傷診斷功能的軟硬件分析相應(yīng)數(shù)據(jù)，判斷損傷的發(fā)生、位置和程度，對結(jié)構(gòu)健康狀況作出狀態(tài)評估，若發(fā)現(xiàn)異常，發(fā)出報(bào)警信息。(4)結(jié)構(gòu)性能評估：利用結(jié)構(gòu)分析和反演結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)的性能評價(jià)以支持結(jié)構(gòu)的日常維護(hù)與管理決策。簡述結(jié)構(gòu)區(qū)域分布傳感的內(nèi)容。首先，根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)靜態(tài)非線性解析和易損性分析得出結(jié)構(gòu)損傷或隱患區(qū)域位置。結(jié)構(gòu)的易損性分析也稱脆弱性分析起源于結(jié)構(gòu)抗震性能評估領(lǐng)域，是指結(jié)構(gòu)在確定的地震強(qiáng)度作用下，超越各種破壞極限狀態(tài)的條件概率。它是地震破壞和損失估計(jì)的基礎(chǔ)，也是震害預(yù)測的基本組成部分，它在地震破壞和損失預(yù)測中占有重要的地位。因此，分析結(jié)構(gòu)的地震易損性對于評定結(jié)構(gòu)的抗震安全性，制定防災(zāi)措施有重要的意義。也是正確、合理地分析各類建筑物的抗震性能，提高結(jié)構(gòu)的抗震能力、減少損失的有效途徑。在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵區(qū)域確定后，根據(jù)結(jié)構(gòu)的離散性分析確定結(jié)構(gòu)可能損傷區(qū)域的大小。土木工程結(jié)構(gòu)特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在大的離散性，通過在結(jié)構(gòu)分析過程中引入概率分布的概念考慮材料等離散性，可分析得出結(jié)構(gòu)損傷區(qū)域的大小及其影響的范圍。該范圍在結(jié)構(gòu)的破壞過程中力學(xué)特征復(fù)雜，可通過傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋此區(qū)域進(jìn)行直接測量。最后，針對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵區(qū)域的動(dòng)靜態(tài)、微宏觀和高精度測量數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次分析，剖析結(jié)構(gòu)關(guān)鍵區(qū)域復(fù)雜非線性力學(xué)特征，再通過線性插值得出未被傳感單元覆蓋區(qū)域的結(jié)構(gòu)信息，從而實(shí)現(xiàn)了從結(jié)構(gòu)的區(qū)域監(jiān)測到結(jié)構(gòu)整體的全面識別，為后續(xù)的結(jié)構(gòu)性能評估提供了夯實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。簡述區(qū)域分布傳感的三個(gè)層次及相互關(guān)系。答：在結(jié)構(gòu)性能評估的整體流程圖中，首先是第一層次——根據(jù)所監(jiān)測的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行異常分析和確定是否進(jìn)行預(yù)警。如果結(jié)構(gòu)異常超過極限指標(biāo)，則進(jìn)行異常預(yù)警。在大多數(shù)情況下，僅發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)一定程度的異常，但并不清楚其具體原因和其對結(jié)構(gòu)性能到底具有怎樣的影響，此時(shí)需進(jìn)入第二層次，即通過結(jié)構(gòu)參數(shù)的全面識別和性能評估來具體分析數(shù)據(jù)異常的原因和當(dāng)前狀況下結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀況，進(jìn)而根據(jù)結(jié)果確定是否進(jìn)行性能預(yù)警。第二層次——結(jié)構(gòu)性能評估是在第一層次數(shù)據(jù)分析過程中沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常狀況，或通過程序設(shè)定定期（如每3個(gè)月）進(jìn)入，以應(yīng)對結(jié)構(gòu)緩慢性能退化引起的可能破壞。在第二層次的評估中，通過適當(dāng)?shù)臏y試手段和具體分析方法來詳細(xì)評估結(jié)構(gòu)實(shí)際安全狀況。粗略地說，結(jié)構(gòu)性能評估方法可分為基于檢測數(shù)據(jù)的等級評定方法、基于現(xiàn)場測試及監(jiān)測數(shù)據(jù)的性能評估方法，基于可靠性理論的性能評估方法等幾種方法。如發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的安全性能總體基本滿足，沒有出現(xiàn)明顯性能低下，或是雖然發(fā)現(xiàn)了一定程度的性能低下，但是并不嚴(yán)重的情況，一般可不進(jìn)行功能預(yù)警。在第三層次——結(jié)構(gòu)性能壽命預(yù)測中，是針對特別重要或某些特殊需要的結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行基于歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的更深層次的結(jié)構(gòu)性能劣化與剩余壽命預(yù)測。在橋梁結(jié)構(gòu)的時(shí)變特征和剩余壽命預(yù)估前，先研究清楚結(jié)構(gòu)的性能劣化機(jī)理。橋梁的性能劣化不易發(fā)現(xiàn)和及時(shí)監(jiān)測跟蹤，但它對橋梁的性能評估結(jié)果的影響不容忽視?；诹踊Ｐ皖A(yù)測與外觀檢查相結(jié)合的方法，將有利于確定橋梁所處的真實(shí)狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行維修決策，將使維修加固更具科學(xué)性、合理性。圖1基于分布區(qū)域傳感的三層次橋梁結(jié)構(gòu)性能評估方法及其流程圖。第10章課后習(xí)題參考答案敘述視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展趨勢。答：為了更好地向智能化方向發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)目前還必須在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)上目前，視頻監(jiān)控技術(shù)從以下幾個(gè)方面發(fā)展速度較快。（1）高清晰度與高壓縮比。視頻監(jiān)控技術(shù)一定會(huì)不斷地追求更低帶寬傳輸、更高清晰度的視頻圖像。高清晰度傳輸可以對相同范圍場景下的監(jiān)控而能獲取更多的視頻信息。今后4K分辨率甚至更高的分辨率會(huì)淘汰低分辨率，更好的壓縮算法H.265或更新一代效率更高的視頻編碼算法帶來更加流暢、無失真的畫面效果。（2）網(wǎng)絡(luò)接入手段豐富。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控?cái)z像機(jī)與視頻存儲設(shè)備相分離的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入方式將多種多樣，如無線網(wǎng)絡(luò)、4G/5G網(wǎng)絡(luò)等高性價(jià)比的無線技術(shù)的接入方式將可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“無處不在”。（3）海量存儲，高性價(jià)比的容錯(cuò)機(jī)制。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用必將導(dǎo)致存儲空間的急劇擴(kuò)容，視頻數(shù)據(jù)24小時(shí)不間斷寫入的特點(diǎn)又會(huì)導(dǎo)致磁盤壽命的縮減，所以未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的存儲部件必須具有存儲容量大、擴(kuò)容方便、高性價(jià)比的容錯(cuò)機(jī)制的特點(diǎn)。（4）智能應(yīng)用普及。隨著算法的成熟及硬件成本的降低，將場景中背景和前景目標(biāo)分離，進(jìn)而探測、提取、跟蹤等智能應(yīng)用將無處不在。此時(shí)視頻監(jiān)控將不僅僅用于安防，而且會(huì)與商業(yè)、制造業(yè)更緊密地結(jié)合起來，作為商業(yè)決策、生產(chǎn)制造的重要信息來源。（5）標(biāo)準(zhǔn)化與開放性。任何一種技術(shù)的成熟都離不開標(biāo)準(zhǔn)化，視頻監(jiān)控技術(shù)也不例外。國際、國家公認(rèn)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)將覆蓋整個(gè)生態(tài)鏈，開放式的視頻管理平臺，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家設(shè)備、不同應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通、統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度。（6）行業(yè)化解決方案。不同行業(yè)有不同的需求，未來視頻監(jiān)控技術(shù)需要根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)，在硬件、軟件平臺甚至系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行針對性開發(fā)、設(shè)計(jì)及部署，不僅僅滿足安防監(jiān)控的需要。目前，在公安行業(yè)、金融行業(yè)已經(jīng)有所體現(xiàn)，結(jié)合智能算法，提出真正意義上的行業(yè)解決方案。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成。答：視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)四部分構(gòu)成。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中所使用的關(guān)鍵技術(shù)。答：看出視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要采用包括光學(xué)成像器材、視頻編碼壓縮算法、視頻編碼壓縮芯片和視頻管理平臺等核心技術(shù)。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中前端系統(tǒng)中鏡頭的分類。答：按照鏡頭光圈劃分，鏡頭有手動(dòng)光圈和自動(dòng)光圈之分，配合攝像機(jī)使用。在實(shí)際工程應(yīng)用中，大多推薦自動(dòng)光圈鏡頭。自動(dòng)光圈鏡頭因亮度變更時(shí)其光圈也作自動(dòng)調(diào)整，故適用亮度變化的場合。按照鏡頭的視場大小劃分。分為標(biāo)準(zhǔn)鏡頭、廣角鏡頭、遠(yuǎn)攝鏡頭、變焦鏡頭、可變焦點(diǎn)鏡頭和針孔鏡頭。簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)中傳輸系統(tǒng)中有線傳輸方式各類方式的應(yīng)用特點(diǎn)。答：(1)同軸電纜。同軸電纜傳輸是應(yīng)用最早、最常見也是主流的模擬傳輸技術(shù)，攝像機(jī)和后端設(shè)備均直接支持同軸電纜連接，不需要額外的轉(zhuǎn)換器。同軸電纜對外界電磁波和靜電場具有屏蔽作用，導(dǎo)體截面積越大，傳輸損耗越小，可以將視頻信號傳送更長的距離。工程應(yīng)用傳輸距離通常限制在300～500m，超過此距離時(shí)則應(yīng)考慮使用電纜補(bǔ)償器。視頻放大器對視頻信號具有一定的放大，并且還能通過均衡調(diào)整對不同頻率成分分別進(jìn)行不同大小的補(bǔ)償，以使接收端輸出的視頻信號失真盡量小。因此，在監(jiān)控系統(tǒng)中使用同軸電纜時(shí)，為了保證有較好的圖像質(zhì)量，一般將傳輸距離范圍限制在1km左右。當(dāng)傳輸距離大于1km時(shí)，為了降低傳輸成本，降低鋪設(shè)難度，也常采用雙絞線平衡傳輸?shù)姆绞絹磉M(jìn)行視頻信號傳輸。(2)雙絞線。雙絞線是綜合布線中最常用的一種傳輸介質(zhì)，把兩根互相絕緣的銅導(dǎo)線并排放在一起，然后用規(guī)則的方法扭絞起來就構(gòu)成了雙絞線。采用這種絞起來的結(jié)構(gòu)是為了減少對相鄰導(dǎo)線的電磁干擾。當(dāng)傳輸距離遠(yuǎn)時(shí)，信號頻率不能太高，如傳輸6MHz的視頻信號，就會(huì)衰減很大。因此，要想在雙絞線上遠(yuǎn)距離地傳輸視頻信號，就必須要進(jìn)行放大和補(bǔ)償。為此，人們在雙絞線上加上一對雙絞線視頻收發(fā)設(shè)各后，就可將視頻信號傳輸?shù)?～1.5km。這種技術(shù)一般在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)內(nèi)對高頻信號進(jìn)行額外放大，以彌補(bǔ)雙芯線路造成的高頻衰減。若需傳輸更遠(yuǎn)，就要采用中繼方式。雙絞線視頻傳輸技術(shù)，不僅能有效地解決300m～2km距離內(nèi)的視頻圖像傳輸問題，而且給工程布線帶來了極大的方便，同時(shí)也節(jié)省了工程造價(jià)。(3)光纖傳輸方式。當(dāng)視頻信號傳輸距離超過2km時(shí)，就應(yīng)考慮采用光纖進(jìn)行