《检测技术》教学大纲（本科）.docx

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1、检测技术教学大纲课程英文名Inspection Technology课程代码06M0099学分2.5总学时40理论学时32实验/实践学时8课程类别学科基础课课程性质选修先修课程电工与电子技术、大学物理适用专业安全工程、环境工程、质量工程开课学院质量与安全工程学院执笔人审定人制定时间2022年11月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标(-)课程地位本课程是安全工程的学科基础课。安全检测和传感器技术是工业生产安全检测的必要手段, 只有掌握的相关的检测技术，信号处理方法，以及安全检测仪器与设备的使用，才能准确地对工 业生产运行过程中的非

2、安全、非稳定状态进行检验和检测，了解其运行状态与信息，掌握安全检 测与监控系统组成原理。采取相应的措施进行整改，以保证生产与运行过程的安全。本课程的任 务是使本专业的学生掌握动态测试、信息与信号分析及处理方法、工程中常用传感器的转换原理 及应用，安全检测与监控系统的设计等。(二)专业教学目标1. 了解检测技术的内涵，理解检测技术、传感器技术与安全管理之间的关系，认识到检测 技术对于安全定量评估的技术支撑；了解安全检测的目的、意义和任务。掌握信号与系统的基本 知识，全面系统地了解典型传感器的基础概念和基本原理，掌握学生使用各类传感器的使用技巧, 熟悉传感器各种相应电路进行设计，获得使用、维护和设

3、计传感器的能力。2,掌握工业生产安全运行中，常用的传感器的工作原理。掌握常用的温度传感器、压力传感 器、流量传感器、粉尘深度、有毒有害气体传感器等传感器的工作原理、传感器的结构、主要参 数、检测电路、典型应用及检测技术；在此基础上针对安全检测系统的要求，组建相应的安全检 测与监控系统3.通过本课程的理论教学和各种课内外的实践环节培养学生的工程实践能力，培养学生的职 业道德、创新精神和创新能力。(三)思政教育目标1 .通过学习安全工程领域先进安全检测技术和发展，了解先进传感技术、检测技术和安全生 产的共融发展过程，特别是近10年来，各行业中检测技术对于安全生产的支撑作用及中国目前 在化工安全控制

4、系统、安全仪表系统(SIS)的安全完整性等级地位和所做的贡献，培养学生的民 族自豪感，让学生客观了解中国目前在行业中的科技水平，使学生树立饱满的文化自信。2 .通过学习了解常用安全检测系统的构成，特别对于高温、高压、易燃易爆作业场所，分析 安全相关装置因设计缺陷或者设备随机失效造成危险失效的可能，理解对安全装置的安全功能量 化，旨在培养学生的科学精神，并具有一定的国际视野，帮助学生结合行业的最新技术发展，以 发展的眼光认识知识的更新。3 .通过工程案例，让学生形成各自小组，提出有建设性的解决方案，解决工程中的安全检测 系统的可靠性问题，考虑社会、健康、安全、以及环境等因素，培养学生的社会责任感

5、。二、课程目标达成的途径与方法（1）课程以课堂教学为主，并结合实验教学，通过介绍检测技术的基本概念、相关理论方 法，使学生掌握安全检测技术和传感器技术的基本原理、原则和方法。（2）课程教学中融入实际安全检测与监控实例讲解，提高学生的学习兴趣，使学生能够更 加容易理解抽象的检测技术的理论知识体系，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中， 充分引入互动环节，检测技术一阶系统和二阶系统讨论（实例仿真讨论），合成反应釜安全检测 系统设计，提高教学效果。（3）通过实验教学，培养学生对于传感器技术和检测系统组建兴趣，涵盖应变式传感器（单 臂、全桥电路）、电容式传感器、霍尔式传感器。提升其理解能力和自主

6、学习能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标毕业要求（支撑程度H、M、L）5课程目标（1）H课程目标（2）H课程目标（3）H毕业要求分解指标点支撑权重毕业要求5：使用现代工具：能够 针对安全工程领域复杂工程问题， 开发、选择与使用恰当的技术、资 源、现代工程工具和信息技术工 具，包括对复杂工程问题的预测与 模拟，并能够理解其局限性。5-3能够运用现代检测工具、安全 工程领域的工程工具，进行检测及 数据获取。0.2四、课程主要内容与基本要求第一章信号分析基础了解信息与信号的基础知识、信号分类；掌握周期信号的特征、非周期信号的特征和随机 信号的特征，掌握FFT变换，相关频谱分析内容。重点

7、：测量误差分析与数据处理，检测信号分析基础，检测信号分析基础，检测系统的基本特征,难点：傅立叶变换、频谱分析与课程目标的对应关系通过学习信号与系统的基础知识，了解安全生产技术与检测技术的关系，了解安全检测技术 的发展，扩大学生的视野，常用常见的信号分析与处理的基础知识，了解本专业中安全管理、安全评价和安全检测技术的关系。（课程目标1）第二章测试装置的静、动态响应特性了解测试装置的静态响应特性、测试装置的动态响应特性；掌握不失真测试的条件，掌握 测试装置对典型输入信号的响应。重点：掌握安全检测系统的静态响应特性，包括灵敏度、非线性度、精度、分辨率等概念，掌握测 试系统的动态响应特性，包括传递函数

8、、脉冲响应函数、阶跃响应函数笔频率响应特性等。难点：针对实际安全检测系统和安全装置，进行静态响应特性和动态响应特性的分析。与课程目标的对应关系通过实际安全检测系统和安全装置测试装置的静、动态响应特性的基础知识，了解安全生产 中常见测量系统的静态参数和动态参数进行测量的方法。具有系统的工程实践学习经历。（课程 目标1）第三章工业检测中常用安全检测传感器的转换原理及应用了解工程中常用的传感器及其分类；掌握电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁 电式传感器、压电式传感器和磁敏传感器的工作原理及工程应用；掌握电桥转换原理、信号的调 制与解调；了解滤波器原理和模拟一数字转换原理；了解信号分析仪的工

9、作原理。围绕储罐区泄漏和防爆安全检测系统的设计展开讨论。重点：了解工业安全生产技术中常用传感器的分类，结构型传感器、物性传感器、其他类型传感器 及包括传感器的选用原则。包括传感器信号调理装置设计，模拟-数字转换原理等。难点：正确理解安全生产技术中常用传感的选择与使用原则。信号调理装置设计，模拟-数字转换 原理。与课程目标的对应关系通过学习常用传感器的分类方法，理解不同传感器的工作原理及工程应用，理解工业生产中 关键安全参数测量方法及相关后处理装置，旨在培养学生针对不同的工程应用环境，具有一定的 自我学习的能力，能进行相关安全检测传感器的选择和系统设计。（课程目标2）第四章生产工艺参数检测仪表了

10、解相关检测仪表的分类，重点围绕温度测量与仪表、压力测量与仪表、流量测量与仪 表、液位测量与仪表开展。重点：了解生产工艺参数检测仪表，主要包括：温度、压力、流量、液位四类常用传感器的工作原 理，从本质安全的角度出发，针对实际情况进行四类传感器的合理选型。难点：温度、压力、流量、液位四类传感器量程、精度计算及测量误差分析与校正。与课程目标的对应关系传感器是安全检测系统的重要组成部分之一，通过温度、压力、流量、液位四类传感器工作 原理的学习，能进行相关物理量的计算，有助于针对复杂的工业应用环境进行关键生产参数的安 全监测，学生具有系统的工程实践学习经历。（课程目标2）第五章环境与灾害检测技术包括可燃

11、和有毒气体检测仪表；2、粉尘检测技术3、噪声检测技术，结合工程油烟道油烟 净化与粉尘浓度测定讲解环境与灾害检测技术与课程目标的对应关系通过学习环境与灾害检测技术，掌握可燃和有毒气体检测技术、粉尘和噪声检测技术，旨在 使学生掌握在环境与灾害监测过程中关键参数检测的基本理论和相关技术，学生具有系统的工程 实践学习经历。（课程目标2）第六章检测仪表防爆与安全检测监控系统1、检测仪表与系统防爆概述；2、检测仪表的本质安全防爆；3、安全检测与监控系统。与课程目标的对应关系通过学习检测仪表与系统的防爆要求，结合前述相关知识点掌握防爆要求等级高的作业场所 的仪表选型和安全检测系统的设计，安全检测与监控系统的

12、设计，学生具有系统的工程实践学习 经历。（课程目标3）五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务（作业、自学、讨 论等任务要求）对应课程目 标第1章1.安全检测技术21.完成安全监控与检测技术 重点发展方向的专题讨论课程目标1第2章1.检测信号分析基础41 .完成检测信号时域分析的 Mat lab仿真分析2 .完成检测信号频域分析的 Mat lab仿真分析课程目标1第2章1 .检测系统的基本特征2 .检测系统的静态特性和动态特性 分析41 .课后布置作业。2 .器一阶系统的计算题讨论 和二阶系统计算题讨论课程目标1第3章1 .结构型传感器（电阻、电容、电感、 磁电式传感器）2 .压电、半导

13、体、光电、霍尔式传感 器121 .四次实验课2 .课后关于电桥电路的分 析，电容式传感器测量电路 综合习题等课程目标1课程目标2第4章L生产工艺参数检测仪表41 .温度、压力、流量、液位 四类传感器在安全检测系统 的综合应用2 .课后综合案例讨论。课程目标2第5章1.环境与灾害检测技术21.可燃和有毒气体检测仪 表的应用，综合分析化学类 传感器的工作原理课程目标2第6章1.检测仪表防爆与安全检测监控系 统21.安全检测监控系统实例 分析与讨论课程目标2课程目标3六、实践环节及基本要求序 号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1金属箔式应变片一一 单臂电桥性能和半桥 性能实验2了

14、解金属箔式应变片的应 变效应，单臂电桥工作原 理。比较半桥与单臂电桥 的不同性能、了解其特点。 了解应变片用于安全检测 方面的应用完成实验， 并进行数据 分析和 Matlab 综 合计算综合必做2金属箔式应变片 全桥性能实验2全桥测量电路的优点。数据分析综合必做3电容式传感器的位移 实验2了解电容式传感器结构及 其特点。数据分析验证必做4直流激励时霍尔式传 感器位移特性实验2了解霍尔式传感器原理与 应用，掌握霍尔传感器在 无损检测系统中应用掌握霍尔元 件中电磁转 换原理设计 性必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核

15、方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核以到课率形式，检验学生学习态 度。平时成绩登记表10%过程考核实验成绩，考查学生实际动手能 力和数据分析能力，4次实验报告成绩综合20%期末考核开卷，考核各知识点的基本概念 及实际应用。题型为填空、选择、 简答题、作图计算题和综合题。试卷参考答案和评分标 准70%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：张乃禄.安全检测技术M.西安：西安电子科学大学出版社.2007.2宋文绪.传感器与检测技术M.北京：高等教育出版社.2003.（二）主要参考书：1曾光奇主编.工程测试技术基础M.武汉：华中科技大学出版社.2002EC.Ifeachor.数字信号处理实践方法M.北京：电子工业出版社.2004.