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1、第一章 安全检测与监控绪论安全检测的地位和任务 安全监控的方法与发展 安全检测的技术标准第一节 安全检测的地位和任务安全检测的工作对象： 劳动者作业场所有毒有害物质和物理危害因素的检测 安全检测在安全科学中的地位及任务狭义的安全检测，侧重于测量，是对生产过程中某些与 不安全、不卫生因素有关的量连续或断续监视测量，有 时还要取得反馈信息，用以对生产过程进行检查、监督 、保护、调整、预测，或者积累数据，寻求规律。广义的安全检测，是把安全检测与安全监控统称为安全 检测，认为安全检测是指借助于仪器、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危险因素与 有毒因素的类型、危害程度、范围及动态变
2、化的一种手 段。 安全监控的工作对象： 对生产设备和设施的安全状态和安全水平进行监督监控 第一节 安全检测的地位和任务安全检测的目的 ：是为职业健康安全状态进行评价、为安全技术及设施进行监督、为安全技术措施的效 果进行评价等提供可靠而准确的信息，达到 改善劳动作业条件，改进生产工艺过程，控 制系统或设备的事故（故障）发生。 安全检测在安全科学中的地位及任务第一节 安全检测的地位和任务安全检测与监控技术的内容与分类工业危险源工业事故人（劳动者）机（生产过程和设备）环境（工作场所）人造系统可观测性 可控性 特点：状态信息第一节 安全检测的地位和任务安全检测与监控技术的内容与分类状态信息 概念表征工
3、业危险源状态的可观测的参数 称为危险源的“状态信息”其广义概念 包括对安全生产和人员身心健康有直接或间接危害的各种因素 反映生产过程或设备的运行状况正常与否的参 数、作业环境中化学和物理危害因素的浓度或 强度等。 出现异常说明危险源正在从相对安全的状态向即将发生事故的临界状态转化提示人们必须及时采取措施避免事故发生或将事故的伤害和损失降至最小程度第一节 安全检测的地位和任务安全检测与监控技术的内容与分类不安全因素包括： 粉尘危害因素：浓度、粒径分布；全尘或呼吸性粉 尘；煤尘、石棉尘、纤维尘、岩尘、沥青烟尘等。 化学危害因素：可燃气体、有毒有害气体在空气中 的浓度和氧含量。 物理危害因素：噪声与
4、振动、辐射（紫外线、红外线 、射频、微波、激光、同位素）、静电、电磁场、照度 等。 机械伤害因素：人体部位误入机械动作区域或运动机 械偏离规定的轨迹。 电气伤害因素：触电、电灼伤。 气候条件：气温、气压、湿度、风速等。 第一节 安全检测的地位和任务安全检测与监控技术的内容与分类担负信息转化任务的器件称为传感器（sensor）或检测 器（detector）。由传感器或检测器及信号处理、显示单元便组成了“检 测仪器”。如果将传感器或检测器及信号处理、显示单元集于一体 固定安装于现场，对安全状态信息进行实时（real time）检测，则称这种装置为安全监测仪器。 如果只是将传感器或检测器固定安装于现
5、场，而信号处 理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内，则 称之为安全监测系统。 将监测系统与控制系统结合起来，把监测数据转变成控 制信号，则称为监控系统。 几个概念：第一节 安全检测的地位和任务安全检测与监控技术的内容与分类安 全 检 测化学检测：利用检测对象的化学性质指标，通过一定 的仪器与方法，对检测对象进行定性或定 量分析的一种检测方法。 物理检测：利用检测对象的物理量（热、声、光、磁 等）来分析对象。 主要用于有毒有害物质的检测，例如有毒 有害气体、水质和各种固、液体毒物的测 定。 如，噪声、电磁波、放射性、水质物理参 数（水温、浊度、电导率）等的测定。二、安全监控的方法与发展趋
6、势 安全监测与控制常简称为安全监控，它具有监测和控 制的综合能力。在安全检测与控制技术学科中所称的 控制可分为两种。 安全控制过程控制应急控制第二节 安全监控的方法与发展趋势 过程控制在现代化生产中，一些重要的工艺参数大都由变 送器、工业仪表乃至计算机来测量和调节，以保 证生产过程及产品质量的稳定，这就是过程控制 。 * 考虑工艺参数的超限报警* 外界危险因素（如可燃气体、有毒气体在环 境中的浓度，烟雾、火焰信息等）的检测 停车连锁系统 过程控制设计第二节 安全监控的方法与发展趋势 应急控制在对危险源的可控制性进行分析之后，选出一个 或几个能将危险源从事故临界状态拉回到相对安 全状态，以避免事
7、故发生或将事故的伤害、损失 降至最小程度。这种具有安全防范性质的控制技 术称为应急控制。 监测与控制功能合而为一称为监控，将安全监测与应急控 制结合为一体的仪器仪表或系统，称为安全监控仪器或安 全监控系统。 第二节 安全监控的方法与发展趋势 从安全科学的整体观点出发，现代生产工艺 过程控制安全监控融为一体综 合 系 统安全状态信息监测过程控制自诊断应急控制实时仿真 专家决策第二节 安全监控的方法与发展趋势 监控技术的发展主要表现在： 监控网络集成化，它是将被监控对象按功能 划分为若干系统，每个系统由相应的监控系 统实行监控，所有监控系统都与中心控制计 算机连接，形成监控网络，从而实现对生产 系
8、统实行全方位的安全监控（或监视）。 预测型监控，这种监控即控制计算机根据检 测结果，按照一定的预测模型进行预测计算 ，根据计算结果发出控制指令。这种监控技 术对安全具有重要的意义。 第二节 安全监控的方法与发展趋势 预警、预报、报警、警 报 预警(early-warning,pre-warning) 可理解为系统实时检 测危险源的“安全状态信息”并自动输入数据处理单元， 根据其变化趋势和描述安全状态的数学模型或决策模式得 到危险态势的动态数据，不断给出危险源向事故临界状态 转化的瞬态过程。特点：预警应该有预测模型或决策模式，亦即描述危险源 从相对安全的状态向事故临界状态转化的条件及其相互之 间
9、关系的表达式，由数据处理单元给出预测结果，必要时 还可直接操作应急控制系统。第二节 安全监控的方法与发展趋势 报警(alarm) 是指危险源安全状态信息中的某个或几个观 测值，分别达到各自的阀值时而发出声、光等信号而引人 注意的功能。达到阀值之前或之后的变化通常是未知的，即使有的检测 报警系统具有记录检测值的功能，或者设定两个以上的阀 值，试图判别观测值的走势，但此观测值都是相互独立的 ，难以描述危险源状态转化全过程。而预警在一定程度上是对危险源状态的转化过程实现在线 仿真。本质区别在于有无预测模型或模式。报警与预警有很大不同第三节 安全检测的技术标准 安全检测涉及到许多领域的知识，所使用的
10、方法也很多。为了得到准确可行、可比性强的检 测结果，最好采用标准的检测方法，没有标准检 测方法的检测项目，可采用权威部门推荐的方法 ，或能被广泛认可的检测方法。检测所应用的规 范要求是判断检测项目是否合格的准绳，必须严 格执行国家标准和有关法规，所使用的检测报告 书应经法定机构（如上级职业安全检察机构或技 术检察局）的审批，以保证全国范围内的相对统 一。我国颁布了许多车间空气中粉尘、有毒物质 、噪声和辐射的卫生标准，包括最高容许量（浓 度）和检测方法，这些是进行安全检测的依据。 第三节 安全检测的技术标准 对于各生产行业，国家或地方政府出台了相 应的安全检测技术规范（标准）。例如，防雷装置安全
11、检测技术规范，其适 用于防雷装置的检测。该标准规定了防雷装置的检测 项目、检测要求和方法、检测周期、检测程序和检测 数据整理。当然，目前还有许多新兴行业、新设备的安全 检测，需要制定相关的安全检测技术规范（标准）， 这部分的工作还相当艰巨。第三节 安全检测的技术标准 根据居住区大气和车间空气中有害物质的最 高容许浓度，全国环境空气质量卫生监测检验方 法科研协作组和车间空气监测检验方法科研协作 组经过多年的标准化、规范化和实际应用，总结 出版了车间空气监测检验方法（第三版）， 提出了168个毒物项目203种方法，有的已成为国 家标准方法，环境空气质量监测试验方法提 出47种有害物质，95种分析方
12、法，在工作实践中 可以作为参考。 第三节 安全检测的技术标准 目前，我国已出台了很多有关安全方面的政 策与法规，其对各个行业安全生产和安全管理有 重要的指导作用。中华人民共和国现行安全政 策法规全编一书较全面系统收集了我国现行安 全政策法规，在工作中参阅相关条文，做到依法 办事。 复习思考题 在工矿企业安全管理工作中，哪些是安 全检测应完成的任务? 安全检测与安全监控的联系和区别是什 么?第二节 检测技术概述一、检测的基本概念1、检测与测量：检测是意义更为广泛的测量测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作检测技术： 测量 信号检出（极为重要） 检测过程：信息提取、信号转换存储与传输、显
13、示记录、分析处理检测技术：检测方法、检测结构、检测信号处理- 综合性技术 2、检测的分类被测量值的物理属性：电量、非电量检测原理（物理的、化学的、生物学的）：检测方法：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态电磁法、光学法、微波法、超声法、核辐射法、电化 学分析、色谱分析、质谱分析等3、测量单位被测量 基准量避免混乱 - 国际单位制（SI）：长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 光量实物单位-千克标准原器米-光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485能量（J）=力 距离大得多/小得多-词头：mm、m、nm（10-9m）； kHz、MHz（106Hz）、GHz（10
14、9Hz）单位测量：比较SI 基本单位：倍数（结果）SI 组合单位：七个物理量单位 - 相互独立由基本单位导出 =质量 加速度 距离 J = kg（m/s2）m = m2kg/s2能量 - 焦（耳）：长度、质量、时间（m）（kg）（s）（A）（K）（mol）（cd） （科学家）1、产品检验和质量控制的重要手段二、检测技术的作用与意义被动检测主动检测（在线检测）质量控制领域2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用故障监测系统动态监测保证设备和人员安全 提高经济效益3、自动化系统中不可缺少的组成部分生产过程：“物流”“信息流”控制管理数量 状态 趋向 检测获取信息分析判断自动控制自动化： 信息获
15、取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步检测手段水平决定科学研究的深度和广度理论研究成果离不开必要的检测手段三、检测系统构成信息获取转换显示和处理（信号检出部分）（信号变换部分）（分析处理部分、 通信接口及总线）1、信号检出部分传感器（Sensor）- 检出功能的器件信号提取（被测量）、传输（信号变换部分）特点：1）输出量为电压、电流、频率2）输出的电信号一般较微弱：电压 - 毫伏级、微伏级；电流 - 毫安级、纳安级3）输出信号与噪声混杂在一起 - 传感器内部噪声传感器的信噪比小、输出信号弱 - 信号淹没在噪声中4）传感器的输出特性呈线性或非线
16、性选择：测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制电阻、电容、电感两种：数字量、模拟量5）外界环境的变化会影响传感器的输出特性检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分 2、信号变换部分检出信号适合于分析和处理的信号信号调理电路阻抗变换 - 输出阻抗很高时；电压/电流（V/A）转换 - 需要电流输出时；目的：4）简化后续系统的组成2） 消除或抑制传感器输出量中的无用信号3）提高测量、分析的准确度信号放大 - 输出信号微弱时；噪声抑制 - 信号淹没在噪声中；模拟/数字（A/D）转换 - 需要输出数字信号时1）对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量3、分析处理部分功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换不断注入新内容 -
