1、第1章 绪 论 1/17/20231第1章 绪 论 1.1 安全生产技术安全生产技术 1.2 安全检测技术安全检测技术 1.3 安全检测技术的发展安全检测技术的发展 第1章 绪 论 1/17/202321.1 安全生产技术安全生产技术 1.1.1 1.1.1 我国安全生产现状我国安全生产现状 目前，我国正处于经济的转型期，随着我国工业化和市场经济的快速发展，我国安全生产特大事故发生的概率也在增加。近几年，发生一次死亡10人以上的特大事故都在120起以上，死亡人数约2500人；发生一次死亡30人以上的特别重大事故15起，平均每月发生1起。2003年全国共发生一次死亡10人以上特大事故129起，死
2、亡2562人；发生一次死亡30人以上的特别重大事故15起，死亡825人。特别重大事故由于伤亡人数多，经济损失重大，在国内外造成了重大的社会影响。第1章 绪 论 1/17/202332001年，广西南丹县龙泉矿冶总厂所属拉甲坡矿发生透水事故，造成81人死亡，直接经济损失8000多万元；2002年，黑龙江鸡西矿务局城子河煤矿发生瓦斯爆炸事故，造成124人死亡，直接经济损失984万元；2003年12月23日，中国石油天然气总公司四川管理局重庆钻探公司西北气矿发生特大井喷事故，造成243人死亡，上万人住院就诊，经济损失巨大；2004年11月28日陕西陈家山发生的我国煤矿40多年一遇的特大瓦斯爆炸事故调
3、查还未完结，2005年大年初六，相隔不到3个月又发生了辽宁阜新孙家湾213人死亡的特大矿难使这类事故又有了新的突破。煤矿、道路交通、建筑、危险化学品等领域伤亡事故多发的状况尚未从根本上扭转。安全事故频繁发生，对人民群众的生命与财产造成了重大的损失。第1章 绪 论 1/17/20234党和政府一贯高度重视安全生产工作，并出台了安全生产法。党的十六大提出要“高度重视安全生产，保护国家财产和人民生命的安全。安全生产是社会文明和进步的重要标志，是国民经济稳定运行的重要保障，是坚持以人为本安全理念的必然要求，是坚持人与自然和谐发展的前提条件，是全面建设小康社会宏伟目标的重要内容。尽快改变我国安全生产科技
4、相对落后的局面，为安全生产提供足够的技术支撑和保障，已成为我国科技界的共识。发展和提高我国的安全检测技术水平，识别各种危险源和确定事故隐患分布，有效控制事故与灾害的发生，将直接影响我国经济的可持续、健康发展和全面建设小康社会目标的实现。第1章 绪 论 1/17/202351.1.21.1.2我国安全生产科技的主要差距我国安全生产科技的主要差距1 1安全生产科学理论需要不断发展安全生产科学理论需要不断发展安全科学理论是发展安全科技的基础，超前的科学理论能够有效地指导安全科技研究和安全生产工作实践。我国的安全科学最早是从劳动保护工作中发展起来的。长期以来，在人们的观念中，安全是一种常识，既没有科学
5、的认识，也没有学科的地位。到目前为止，安全科学的学科性质、研究对象、研究范畴还没有统一的认识，与相关学科和专业的关系也还没有理清,在高层次的科学研究领域更没有纳入到资助的范围。因此，安全理论的发展应该放到“科技兴安”战略地位。第1章 绪 论 1/17/202362 2危险源辨识、风险分析和风险评估技术需要不断完危险源辨识、风险分析和风险评估技术需要不断完善善风险辨识、评价和控制的技术和方法是安全科学技术中的前沿课题之一。我国对高危行业的特种设备和一些涉及生命安全的危险装置受先天制造质量和后天维护技术水平等因素制约，存在诸多缺陷，但由于受到综合国力的制约，不可能像发达国家那样进行定期报废和更新，
6、又由于缺乏适合于我国国情的检验检测、安全评估、寿命预测和基础数据库，造成各类潜在危险的大量存在，缺乏有效的预控手段。第1章 绪 论 1/17/202373 3安全检测、危险源监测和灾害事故预警要逐步建立安全检测、危险源监测和灾害事故预警要逐步建立危害检测和危险监控是事故预防的基本技术手段，现代化生产迫切需要发展在线、智能化检测监测技术和手段。发达国家已有先进技术对关键装备、大型承压设备和危险装置进行在线检测，对埋地燃气管道腐蚀与泄漏实施不开挖在线检测监测，但我国在这方面的研究却刚刚起步甚至基本上是空白。生产装置除有良好的安全监测技术外，还建立完善、严格的机械完好性保证制度，以预防性检修为准则，
7、很少发生现场泄漏问题,而我国大多数企业仍采用坏了才修的原则，现场跑冒滴漏严重，既造成环境污染，又潜存事故隐患。对矿山等的自然灾害预测、预警和监测技术，我国普遍存在着技术相对落后、使用面不宽、传感器种类少、稳定性差、使用寿命短等问题，与发达国家存在相当大的差距。第1章 绪 论 1/17/202384 4风险控制和灾害事故防治技术要不断更新风险控制和灾害事故防治技术要不断更新风险控制是实现系统安全的最终目的。在针对危害识别和风险评价提出的危险、事故隐患，采用先进的防治技术进行有效的风险控制方面和研究重大突变事故的预防措施方面的研究远远不够，要形成体系还需要相当长的时间。矿山煤层与瓦斯突出、冲击地压
8、、地热等自然灾害的治理缺乏有效的技术和必要的理论支撑，煤层的瓦斯抽放还缺乏有效的手段，矿井通风的可靠性也缺乏有效的保证。第1章 绪 论 1/17/202395 5应急救援技术能力和水平要不断提高应急救援技术能力和水平要不断提高科学的事故防范体系不仅要有预防的措施，还需要有应急的对策。在危险化学品应急救援方面，我国还仅仅停留在化学品登记、物化性质咨询方面，对应急救援技术与装备的研究开发差距很大；在特种设备应急救援方面，尚未建立起应对各类特种设备恶性事故应急救援系统及有效的应急抢险装备；在矿山、交通、建筑、电力供应等方面，普遍存在着对重大突发性灾害应急预案缺乏深入的研究，很难有效实施；全国各级各类
9、应急救援力量缺乏有效整合，尚未建立协同作战机制。而发达国家目前已有完整的体系，特别在城市公共安全应急救援方面，技术装备先进，应急机制健全。第1章 绪 论 1/17/2023106 6事故调查分析处理要不断改善事故调查分析处理要不断改善事前预防、事中应急、事后补救是安全保障的基本方法体系。发生事故后的科学调查处理是事后补救的基础。我国在事故调查分析的组织、目的、程序以及相关的技术手段等方面与发达国家差距很大。必须改变重大事故发生后只重视责任原因，而忽视本质和预防原因的调查。第1章 绪 论 1/17/2023117 7安全技术标准体系需要不断完善，并改善其科学性安全技术标准体系需要不断完善，并改善
10、其科学性和有效性和有效性安全技术标准是发挥安全科技功能的支持条件。目前我国安全技术标准缺口大，已有标准的科技含量低，大多缺少详细的安全技术设计要求,与发达国家的差距很大，要与国际安全技术标准接轨还有大量工作要做。8 8安全信息管理技术需要加强和提高安全信息管理技术需要加强和提高安全信息是科学决策和管理的基础。要利用先进管理理论和现代信息技术，通过互联网连接各种静态、动态安全信息，资源共享，实现国家安全生产的动态监管，提高时效性、准确性。第1章 绪 论 1/17/2023129 9安全生产科技投入有待加强安全生产科技投入有待加强安全科技的投入水平既是国家经济实力的体现，同时也是社会管理者意识的表
11、现。安全生产科技工作作为以社会公益性为主导的事业，我国的投入水平与发达国家相比存在巨大差距，需要建立多元化的安全科学投入机制。第1章 绪 论 1/17/2023131.1.31.1.3生产安全科技的现状与发展趋势生产安全科技的现状与发展趋势1.1.发达国家发达国家发达国家主要依靠自动化的检测与控制技术、预警技术，严格的预警机制以及规范的管理保证生产的安全进行，其先进的危险辨识技术、评估技术和软件已广泛地应用于企业安全管理当中。在危险辨识和风险评估方面，发达国家的大公司普遍开发了先进的危险辨识、评估技术和相关软件，并广泛应用于企业生产的安全管理之中。利用风险分析软件，建立电脑数据分析模型，纳入预
12、警系统，确定公司设施的设计和运行中存在的严重环境缺陷，并进行校正。几十年前就已开展特种设备安全检测、评估、寿命预测和风险评估技术方面的研究，建立了大量的基础数据库。第1章 绪 论 1/17/202314在危险源监测、预警方面，发达国家已有先进的技术和设备可以对大型承压设备、储罐进行在线检测，对埋地燃气管道腐蚀和泄漏实施不开挖在线检测监测，红外成像技术和激光扫描技术也已应用于天然气管道的泄漏检测之中。在灾害事故防治方面，发达国家的大公司通过采用先进的防雷防静电和抑爆等安全技术，已基本控制重、特大灾害事故，研究重点正逐步转移到创造安全健康的工作环境。在安全生产信息化方面，已普遍利用现代网络化技术建
13、立先进的信息管理系统，实现了统一管理、数据规范和资源共享。第1章 绪 论 1/17/2023152.2.我国我国近年来，我国的安全生产科技也得到了较大的发展，具备了一定的规模，管理水平不断提高，成为我国科技事业的重要组成部分，对推动安全生产事业的发展起到了重要作用。安全生产信息化、产业化高速发展。信息技术的突飞猛进和安全监测、监控的重要性，促进了各类传感器、数据传输技术、信息接口和GIS、GPS技术在安全生产领域的大量应用，提高了安全生产信息化水平。第1章 绪 论 1/17/2023163 3发展趋势发展趋势发达国家主要依靠自动化安全检测与控制技术、预警技术，严格的预警机制以及规范的管理保证生
14、产的安全进行，先进的危险辨识技术、评估技术和软件已广泛应用于企业安全管理。我国主要以日常监督为主，安全生产监测、监控自动化程度较低，预警及应急技术刚刚起步。第1章 绪 论 1/17/2023171.1.41.1.4生产安全关键技术生产安全关键技术1.1.灾前抑制灾前抑制当热量过分集中于某一客体，并且超过其所能承受的能量阈值时，将引发重大的事故或灾害。如果不断聚集的热量作用于可燃物，可能导致火灾或爆炸；作用于非可燃物，则可能因局部过热受到破坏，而引发事故。灾前抑制措施可以感知外界的异常，并通过自身变化弥补或消除热量等能量意外集中释放的变化，达到最大程度的抑制事故发生的目的。其抑制作用可以持续到事
15、故已经发生、发展阶段，起到延缓进程，保护结构不受损的作用。第1章 绪 论 1/17/2023182.2.前兆检测前兆检测由于很多火灾、爆炸等事故是因为物体过热或热量相对集中造成的，根据事故前所表现出来的温度或热特性，已经形成很多检测设备，例如热像技术以其独有的方便直观等特点被广泛应用。一般材料的破损缺陷会直接导致热或能量的异常集中分布，所以超声波等材料的缺陷检测技术对事故前兆检测也是极其重要的一环。第1章 绪 论 1/17/2023193.3.早期监测早期监测由被动式的抗灾技术向新一代的主动式防治技术转变的关键是以智能监测技术为核心，结合灾前抑制和高效扑救技术，实施最直接的灾害防治。传感手段、
16、信号处理算法是智能探测的两个基本方面，新的监测技术一般都是从这两个方面入手，提高其智能程度、反应速度与稳健性。图像模式、次声等新型传感手段结合多信号多判据、基于模糊逻辑和神经网络技术、现场总线、专用集成芯片等技术，把智能监测带到一个崭新的时代。研究过程也从单一的实物探索尝试，发展到与计算机模拟、虚拟实验等方式相结合。第1章 绪 论 1/17/202320传感技术的发展和水平直接影响着安全监测技术的水平。现代传感技术的发展日新月异，安全监测也受惠其中，对众多技术先进、工艺成熟的传感器件，安全工程有了更大的选择余地。用于灾害监测的传感器非常多，如化学传感器、声学传感器、机械传感器、磁传感器、辐射传
17、感器、热传感器、生物传感器、膜传感器、光纤传感器、硅传感器、应用MEMS的微传感器等。传感器的信号已不再是简单的二值量，有意义的结论往往是对信号的深入加工分析，例如变化率检测、趋势分析、斜率求取、复合滤波、功率谱分析、时间序列分析、多传感器相关运算、模糊统计、模糊推理、神经网络等。神经网络与模糊系统融合的信号检测算法也已经应用于灾害探测，将模糊理论和神经网络有机地结合起来，取长补短，提高整个系统的学习能力和表达能力，可以进一步提高监测系统的智能化水平。第1章 绪 论 1/17/2023214.4.灾害扑救灾害扑救灾害发生后，有效的扑救技术可以大幅度地减小灾害损失。扑救过程涉及清洁、高效救灾，人
18、员疏散，人员防护，防排烟等技术。智能机器人技术在灾害救援方面也得到了应用。研制机器人的初衷就是制造一种用来代替人在复杂、危险及人的生理条件所不能承受的环境中工作的机器。从20世纪50年代末至今，机器人已经研制出三代。从第二代机器人起，已经有专门研制的机器人从事恶劣、危险环境下的检修、清洁等安全防范工作，以及从事消防灭火、火场搜索救援工作。1999年英国消防科技部门成功研制了能扑灭特种火灾的机器人，这种外壳用特种不锈钢制成的机器人貌似叉车，可进入800高温处灭火救灾，能用水、泡沫和干粉扑灭各种火灾，并可把储有易燃易爆物品的容器移到安全区域，也可将汽车残骸等笨重物移出路口，为消防人员和消防车进出提
19、供方便。第1章 绪 论 1/17/2023221.2安全检测技术安全检测技术 1.2.11.2.1检测技术检测技术1 1检测与测量的概念检测与测量的概念检测主要包括检验和测量两方面的含义。检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或现象是否存在。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。在自动化领域，检测的任务不仅是对成品或半成品的检验和测量，而且为了检查、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和变化等情况。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
20、术又称为工程检测技术。第1章 绪 论 1/17/202323测量有两种方式，即直接测量和间接测量。直接测量是在对被测量进行测量时，对仪表读数不经任何运算，直接得出被测量的数值。如用温度计测量温度，用万用表测量电压。间接测量是测量几个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。如功率P与电压和电流I有关，即P=IV，通过测量的电压和电流，计算出功率。直接测量简单、方便，在实际中使用较多。但在无法采用直接测量方式，直接测量不方便或直接测量误差大等情况下可采用间接测量方式。第1章 绪 论 1/17/2023242 2传感器与敏感器的概念传感器与敏感器的概念传感器是将非电量转换为与之有确定
21、对应关系的电量输出的器件或装置，它本质上是非电量系统与电量系统之间的接口。传感器是必不可少的转换器件。从能量的角度出发，可将传感器划分为两种类型，一类是能量控制型传感器(也称有源传感器)，一类是能量转换型传感器(也称无源传感器)。能量控制型传感器是指传感器将被测量的变化转换成电参数(如电阻、电容)的变化，传感器需外加激励电源才可将电参数的变化转换成电压、电流的变化。如铂电阻温度传感器。铂电阻阻值随被测温度的变化而变化，需外加电桥电路，才可将阻值的变化转换成电压的变化。而能量转换型传感器可直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需外加激励电源，如热电偶、光电池、压电传感器等。第1章 绪 论
22、1/17/202325在很多情况下，所要测量的非电量并不是我们所持有的传感器所能转换的那种非电量，这就需要在传感器前面增加一个能把被测非电量转换为该传感器能够接收和转换的非电量(即可用非电量)的装置或器件。这种把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置称为敏感器。例如用电阻应变片测量电压时，就要将应变片粘贴到受压力的弹性元件上，弹性元件将压力转换为应变，应变片再将应变转换为电阻的变化。这里应变片便是传感器，而弹性元件便是敏感器。敏感器和传感器虽然都是对被测非电量进行转换的，但敏感器是把被测量转换为可用非电量，而传感器是把被测非电量转换为电量。第1章 绪 论 1/17/2023263 3安全检测系
23、统的结构安全检测系统的结构由于被测对象复杂多样，检测系统的结构也不尽相同。一般检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节三部分组成的。传感器处于被测对象与检测系统的接口处，是一个信号变换器。它直接从被测对象中提取被测量的信息，感受其变化，并转化成便于测量的电参数。由传感器检测到的信号一般为电信号，它不能直接满足输出的要求，需要进一步的变换、处理和分析，即通过信号调理电路将其转换为标准电信号，输出给输出环节。根据检测系统输出的目的和形式不同，输出环节主要有显示与记录装置、数据通信接口和控制装置。第1章 绪 论 1/17/202327传感器的信号调理电路是由传感器的类型和对输出信号的要求决定的。不同
24、的传感器具有不同的输出信号。能量控制型传感器输出的是电参数的变化，需采用电桥电路将其转换成电压的变化；而电桥电路输出的电压信号幅值较小，共模电压又很大，需采用仪表放大器进行放大；在能量转换型传感器输出的电压、电流信号中一般都含有较大的噪声信号，需加滤波电路将有用信号提取，而滤除无用的噪声信号。而且，一般能量型传感器输出的电压信号幅度都很低，也需采用仪表放大器进行放大。目前常用的硬件信号调理方法有测量电桥、信号放大、信号隔离、硬件滤波、VF转换、FV转换和VI转换等，一般被称为模拟信号调理技术。第1章 绪 论 1/17/2023281.2.21.2.2安全检测的意义安全检测的意义工业事故属于工业
25、危险源，后者通常指人(劳动者)-机(生产过程和设备)-环境(工作场所)有限空间的全部或一部分，属于“人造系统”，绝大多数具有观测性和可控性。表征工业危险源状态的可观测的参数称为危险源的“状态信息”。状态信息是一个广义的概念，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，如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。安全状态信息出现异常，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，以避免事故发生或将事故的伤害和损失降至最小程度。第1章 绪 论 1/17/202329安全检测方法依检测项目不同而异，种类
26、繁多。根据检测的原理机制不同，大致可分为化学检测和物理检测两大类。化学检测是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。它主要用于有毒有害物质的检测，如有毒有害气体、水质和各种固体、液体毒物的测定。物理检测利用检测对象的物理量(热、声、光、磁等)进行分析，如噪声、电磁波、放射性、水质物理参数(水温、浊度、电导率等)等的测定均属物理方法。第1章 绪 论 1/17/2023301.2.3安全检测的目的安全检测的目的1 1安全检测的目的安全检测的目的(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)对设备的运行进行
27、必要的指导，提高设备运行的安全性、可靠性和有效性，以期把运行设备发生事故的概率降低到最低水平，将事故造成的损失减低到最低程度。(3)通过对运行设备进行检测、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。第1章 绪 论 1/17/2023312 2事故增加的原因事故增加的原因事实上，如果加强运行设备的安全检测，有许多事故是可以防患于未然的。下面是一些事故增加的原因，也正是安全检测技术所要解决的问题。(1)现代生产设备向大型化、连续化、快速化和自动化方向发展。一方面在提高劳动生产率、降低生产成本、节约资源和人力等方面带来很大好处，但另一方面由于设备故障率增加，而导致由事
28、故所造成的损失，却在成百倍地增长。(2)高新技术的采用对现代设备(特别是航天、航空、航海和核工业等部门)的安全性、可靠性提出了越来越高的要求，多年来航天、航空、核电站的多次灾难性事故，更说明了进行安全检测的迫切性。第1章 绪 论 1/17/202332(3)现有大量的生产设备老化，要求加强对其进行安全监测。许多老设备、老装置，服役已接近其寿命期，进入“损耗故障期”，故障率增大，有的甚至超期服役，全部更新经济负担又很重，因此如对其加强安全检测，将能延长设备的使用寿命。第1章 绪 论 1/17/2023331.2.41.2.4安全检测的任务安全检测的任务在工业生产过程中，各种有关因素，如烟、尘、水
29、、气、热辐射、噪声、放射线、电流、电磁波以及化学因素，还有其他主、客观因素等，造成对生产环境的污染，对生产产生不安全作用，也对人体健康造成危害。查清、预测、排除和治理各种有害因素是安全工程的重要内容之一。安全检测的任务是为安全管理决策和安全技术有效实施提供丰富、可靠的安全因素信息。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
30、中危险因素与有毒因素的类型、危害程度、范围及动态变化的一种手段。第1章 绪 论 1/17/202334为了获取工业危险源的状态信息，需要将这些信息通过物理的或化学的方法转化为可观测的物理量(模拟的或数字的信号)，这就是通常所说的安全检测和安全监测。它是作业环境安全与卫生条件、特种设备安全状态、生产过程危险参数、操作人员不规范动作等各种不安全因素检测的总称。不安全因素具体包括如下几种：(1)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。(2)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。第1章 绪 论 1/17/202335(3)物理危害因素噪
31、声与振动、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。(4)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。(5)电气伤害因素触电、电灼伤。(6)气候条件因素气温、气压、湿度、风速等。第1章 绪 论 1/17/2023361 1运行状态检测运行状态检测设备运行状态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，并为设备的隐患分析、性能评估、合理使用和安全评估提供
32、信息和基础数据。第1章 绪 论 1/17/202337通常设备的状态可分为正常状态、异常状态和故障状态三种情况。(1）正常状态指设备的整体或局部没有缺陷，或虽有缺陷但性能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，使设备状态信号发生一定程度的变化。设备性能已劣化，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。第1章 绪 论 1/17/202338(3）故障状态则是指设备性能指标已有大的下降，设备已不能维持正常工作。设备的故障状态尚有严重程度之分，包括：已有故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障；程度尚不严重，设备尚可勉强“带病”运行的一般功能性故障；已
33、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；以及由于某种原因瞬问发生的突发紧急故障等。第1章 绪 论 1/17/2023392 2安全预测和诊断安全预测和诊断安全预测和诊断的任务是根据设备运行状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性、参数以及环境条件，并结合该设备的运行历史(包括运行记录、曾发生过的故障及维修记录等)，对设备可能要发生的或已经发生的故障进行预报、分析和判断，确定故障的性质、类别、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。第1章 绪 论 1/17/2
34、023403 3设备的管理和维修设备的管理和维修设备的管理和维修方式的发展经历了三个阶段，即从早期的事后维修(Run-to-BreakdownMaintenance)，发展到定期预防维修方式(TimebasedPreventireMaintenance)，现在正向视情维修(Condition-basedMaintenance)发展。定期预防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的弊病。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，必须依赖于完善的状态监测和安全诊断技术的发展和实施。随着我国安全诊断技术的进一步发展和实施，我国的设备管理、维修工作将上升到一个新的水平
35、，我国工业生产的设备完好率将会进一步提高，恶性事故将会逐渐得到控制，使我国的经济建设向更健康的方向发展。第1章 绪 论 1/17/2023411.3安全检测技术的发展安全检测技术的发展 1.3.11.3.1安全检测与仪表发展安全检测与仪表发展1815年，当时工业发达的英国发明了第一项安全仪器安全灯，它是利用瓦斯在灯焰周围燃烧，根据火焰高度来测量瓦斯含量的简单仪器。由于它构造简单、性能可靠、使用寿命长，一百多年来一直被沿用下来，至今仍在许多国家使用。随后，由于基础科学的发展和科学技术的进步，在石油、化工、制药、冶金、煤炭等工业生产中，陆续出现了利用光学原理、热导原理、热催化原理、热电效应、弹性形
36、变、半导体器件、气敏元件等多种工作原理和不同性能的各类检测仪器，对影响生产安全的各种因素实现了不同程度的监测，并逐渐形成了不同种类的检(监)测仪器仪表。第1章 绪 论 1/17/20234220世纪50年代之后，由于电子通讯和自动化技术的发展，出现了能够把工业生产过程中不同部位的测量信息远距离传输并集中监视、集中控制和报警的生产控制装置，初步实现了由“间断”、“就地”检测到“连续”、“远地”检测的飞跃，由单体检测仪表发展到监测系统。早期的监测系统，其监测功能少、精度低、可靠性差、信息传递速度慢。20世纪80年代以来，电子技术和微电子技术的发展，特别是计算机技术的应用，实现了化工生产过程控制最优
37、化和管理调度自动化相结合的分级计算机控制，检测仪器仪表和监测系统，无论其功能、可靠性和实用性都产生了重大的飞跃，使安全监测技术与现代化的生产过程控制紧密地联系在一起。第1章 绪 论 1/17/202343目前，大型化工企业中的安全监测系统，已可使检(监)测的模拟量和开关量达上千个，巡检周期短，能同时完成信号的自动处理、记录、报警、联锁动作、打印、计算等；监测参数除可燃气体(如H2、CO等)成分、浓度、可燃粉尘浓度、可燃液体泄漏量之外，还有温度、压力、压差、风速、火灾特征(烟、温度、光)等环境参数和生产过程参数。由于可以从连续监测数据、屏幕显示图形和经过数据处理得到各种图表，及时掌握整个化工生产
38、过程的过程参数、环境参数和生产机械的状态，就保证了生产的连续与均衡、减少停顿和阻塞，防止重大事故发生。同时，由于及时掌握生产设备和机械的工作状态，可以分析设备的配置情况和利用率，发现生产薄弱环节，改善管理，提高生产效率。第1章 绪 论 1/17/202344改革开放以来，我国的工业生产发展很快，国家十分重视安全，在安全检测仪表的研究和生产制造方面投入了很大的力量，使安全仪表生产具备了相当的规模，形成了以北京、抚顺、重庆、西安、常州、上海等为中心的生产基地，可以生产多种型号环境参数、工业过程参数及安全参数的监测、遥测仪器。此外，具有发达国家20世纪90年代水平的安全监测系统已开始装备我国的石油、
39、化工、煤矿等工业生产部门；安全监测、报警及联锁控制装置等，也在我国自行设计的石化生产设备中获得了应用，这标志着我国安全监测仪器的研制和装备进入了新的水平。但必须指出，我国安全监测传感器目前种类较少，质量尚不稳定；监测数据处理、计算机应用与一些发达国家有一定差距，这些都需要在今后重点解决。第1章 绪 论 1/17/2023451.3.21.3.2安全监控与技术发展安全监控与技术发展1 1过程控制过程控制在一体化生产中，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。在比较完善的过程控制设计中，有时也会考虑工艺参数的超限报警、外界危险
40、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，甚至停车等连锁系统。然而，这种设计思想仍然着眼于表层信息捕获的习惯模式。第1章 绪 论 1/17/2023462 2应急控制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。监测与控制功能合二为一称为监控，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1章 绪 论 1/17/202347从安全科学的整体观点出发，现代生产工艺的过程控制和安全监控功能应融
41、为一体，综合成一个包括过程控制、安全状态信息监测、实时仿真、应急控制、自诊断以及专家决策等各项功能在内的综合系统。这种系统既能够对生产工艺进行比较理想的控制，从而使企业受益，又能够出现异常情况时及时给出预警信息，紧急情况下恰到好处地自动采取措施，把安全技术措施渗透到生产工艺中去，避免事故的发生或将事故危害和损失降到最低程度。第1章 绪 论 1/17/202348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，从而实现对生产系统实行全方位的安全监控(或监视)。预测型监控。这种监控即
42、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1章 绪 论 1/17/202349锅炉、压力容器、压力管道等特种设备安全检测技术的发展趋势是：开发检测新技术和电子监控等先进的安全控制技术和产品，实现检测监控设备的数字化、智能化、小型化，积极推进检测监控仪器的国产化，重点发展新材料的研究推广使用，加强设计、制造、安装等环节的监察，提高特种设备本身的安全性能和安全防范能力。第1章 绪 论 1/17/202350网络安全检测技术基于自适应安全管理模式，这种管理模式认为任何一个网络都不可能安全防范其潜在的安全风险。它有两个特点：一是
43、动态性和自适应性，这可以通过网络安全扫描软件的升级以及网络安全监控中的入侵特征库的更新来达到。二是应用层次的广泛性，可以应用于操作系统、网络层和应用层等各个层次网络安全漏洞的检测。网络安全自动检测系统和网络入侵监控预警系统的开发为网络信息资源的安全提供了预防和防范攻击的有效措施。不断发现、总结，及时抽象、概括最新的攻击方法，将其纳入系统，可增强系统的识别和防范能力。第1章 绪 论 1/17/202351我国煤矿安全检测技术也有较大进步，主要表现在：煤矿安全检测技术理论更加成熟，开发出更先进更实用的检测设备；煤矿安全检测设备的生产逐渐进入正规化，设备操作更简便，数据处理更直观;在计算机技术的发展
44、基础上，开发了矿井安全预警系统。第1章 绪 论 1/17/2023521.3.31.3.3安全检测与监控技术发展概况安全检测与监控技术发展概况1 1危险性分析和定量分析阶段危险性分析和定量分析阶段“安全第一”是安全活动的中心，早在1906年，美国就首次提出“安全第一、质量第二、产量第三”的口号，并采取了一系列安全操作的新措施。1912年，日本也提出了“安全第一”的思想，1927年日本内务省组织开展了以“安全第一”为方针的“安全周”运动，并把每年7月1日到7月7日定为“安全周”，大部分工厂提出了“001”口号，即做到事故、公害为零，生产为世界一流。第1章 绪 论 1/17/202353对于安全监
45、测技术，实际上自有工业生产以来就已存在。安全监测技术作为一门学科，则是20世纪60年代以后才发展起来的。第二次世界大战以后，关于劳动安全方面的一门边缘学科人机工程学诞生了。人机工程学的发展最早是从军事上开始的，1959年成立了国际人机工程学会，标志着这门学科的成熟。1961年国际劳工评论给人机工程学下了一个定义，即“运用生物学和技术科学对人及其工作进行最适宜的调整，使之提高工效，并能胜任愉快”。人机工程学解决的问题，一方面是从机器方面考虑如何适应人体在劳动中的生理特征；另一方面是使人如何适应机器，最终达到保证人和机器的安全。人机工程学的提出和发展，无疑是人类对安全技术研究的一大进步。第1章 绪
46、 论 1/17/2023542 2实时在线检测监控阶段实时在线检测监控阶段20世纪70年代，过程系统的在线故障监测与安全诊断技术随着生产和科学技术的发展迅速得到发展。这是动态系统的故障监测与诊断问题，是应用现代控制理论、数理统计等方法来分析处理非正常工况下系统特性的结果。所谓故障监测、诊断和预报系统，通常有两种含义：一种是指某些专用的仪器，如对于汽轮发电机组等旋转机械设备，就有转速测量仪、旋转机械振动检测仪和频谱分析仪等，可以检测出这类机械设备的运转是否正常。另一种是指计算机数据采集分析系统，它可以采集生产过程的有关数据，完成工况分析，对设备是否正常，引起故障的原因是什么，故障的程度有多大，工
47、况的趋势是否安全等问题进行分析、判断并得出结论。第1章 绪 论 1/17/202355近年来，在线故障监测与安全诊断技术的研究十分活跃，现代安全诊断技术和方法取得了长足发展，如红外诊断技术(包括红外测温、红外气体分析和红外气体泄漏监测)、声发射监测技术、智能安全监测系统等，其工程应用也日益广泛。发达国家在安全检测监控技术领域起步较早、研究投入较多，安全监测技术这一领域的理论、方法、技术和装备等已遍及诸多行业，如航天、航空、核工业、石油、化工、电力、采矿、林业和建筑等各种社会支柱产业中。在我国，安全监测技术的发展，在国家经济建设中发挥了越来越大的作用，也取得了十分明显的社会经济效益。第1章 绪
48、论 1/17/202356在线教务辅导网：在线教务辅导网：更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网第1章 绪 论 1/17/202357第1章 绪 论 1/17/202358第1章 绪 论 1/17/202359第1章 绪 论 1/17/202360第1章 绪 论 1/17/202361第1章 绪 论 1/17/202362馋死第1章 绪 论 1/17/202363第1章 绪 论 1/17/202364第1章 绪 论 1/17/202365第1章 绪 论 1/17/202366第1章 绪 论 1/17/202367第1章 绪 论 1/17/202368第1章 绪 论 1/17/202369第1章 绪 论 1/17/202370第1章 绪 论 1/17/202371第1章 绪 论 1/17/202372第1章 绪 论 1/17/202373第1章 绪 论 1/17/202374第1章 绪 论 1/17/202375PPT研究院P O W E R P O I N T A C A D E M Y第1章 绪 论 1/17/202376第1章 绪 论 1/17/202377
