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出版者:第1版 (2005年9月1日)

作者:何衍庆

出品人:

页数:259

译者:

出版时间:2005-9

价格:38.0

装帧:平装

isbn号码:9787502573812

丛书系列:

图书标签:

• 仪器仪表工程
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《工业流程自动化仪表技术手册》 本书旨在为广大工业自动化领域的技术人员、工程师及相关专业学生提供一本全面、实用的技术参考手册。内容涵盖了工业流程自动化仪表的基础理论、选型依据、安装调试、维护保养以及常见故障排除等关键环节，为确保自动化系统的高效、稳定运行提供坚实的技术支撑。 第一篇 自动化仪表基础理论 本篇系统阐述了工业自动化仪表的基本原理和分类。我们将深入探讨各类传感器的信号转换机制，包括电阻式、电容式、电感式、压电式、半导体式以及光电式传感器等，详细解析其工作原理、技术特性、适用范围及优缺点，帮助读者理解不同传感器的内在逻辑。同时，对执行器（如电动执行机构、气动执行机构、液压执行机构等）的工作方式、性能指标和驱动原理进行深入剖析，使其能够根据控制需求选择最合适的执行单元。此外，本篇还将介绍信号传输的标准（如4-20mA、HART、Foundation Fieldbus、Profibus等），以及常见的仪表校验方法和标准，确保测量数据的准确性和可靠性。 第二篇 流量测量仪表选型与应用 流量测量是过程控制的核心环节之一。本篇将聚焦各类流量计的选型与应用。内容将详细介绍原理各异的流量测量技术，包括： 容积式流量计： 如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、叶轮流量计等，分析其在高粘度介质测量中的优势与局限。 差压式流量计： 如孔板流量计、文丘里管、喷嘴等，深入讲解其基于伯努利原理的测量方式，以及影响测量精度的关键因素，如雷诺数、介质密度、温度等。 电磁流量计： 阐述法拉第电磁感应定律在流量测量中的应用，重点介绍其在导电性液体测量中的无阻力、高精度特性，以及对安装环境和介质的要求。 涡轮流量计： 讲解其叶轮旋转与流速成正比的原理，适合中低粘度、清洁液体的测量，并分析其抗堵塞性和抗腐蚀性。 超声波流量计： 分为时差式和多普勒式，介绍其非接触式测量原理，及其在复杂介质、腐蚀性介质测量中的应用前景。 质量流量计： 如科里奥利质量流量计和涡街质量流量计，详述其直接测量质量流量的优势，特别是在密度易变场合的应用。 本篇将提供详细的选型指南，根据介质特性（如粘度、密度、腐蚀性、温度、压力、固含量等）、流速范围、精度要求、安装条件和经济性等因素，指导读者选择最适合特定工艺流程的流量仪表，并结合实际案例进行应用分析。 第三篇 压力、液位、温度测量仪表选型与应用 压力测量： 涵盖弹簧管压力表、膜片压力表、波纹管压力表、应变片式压力传感器、电容式压力传感器等。详细讲解不同类型压力仪表的测量范围、精度等级、耐腐蚀性、响应速度等参数，以及如何根据介质状态（气体、液体）、测量压力类型（表压、绝压、差压）和环境要求进行选择。同时，介绍压力变送器的信号输出方式、防护等级和选配附件（如隔离器、缓冲器）。 液位测量： 深入探讨浮球式、浮子式、静压式、电容式、超声波式、雷达式、磁翻板式、超声波式、雷达式、磁翻板式、音叉式、核辐射式等液位测量技术。详细分析各类液位计的测量原理、适用介质（如腐蚀性液体、粘稠液体、易挥发液体）、测量范围、精度、防爆要求以及安装方式。重点介绍非接触式液位测量技术（如雷达、超声波）在高温、高压、易结晶介质中的优势，以及接触式液位测量技术（如磁翻板、浮球）在简单工况下的经济性。 温度测量： 涵盖热电偶、热电阻、双金属温度计、气体膨胀温度计、红外测温仪、声波测温仪等。详细阐述不同温度传感器的测量原理、温度范围、精度、响应时间、抗干扰能力以及在不同环境下的适用性。重点介绍热电偶和热电阻的类型、分度号、补偿导线选择、装配式温度计的结构特点和选配方法。同时，讲解红外测温仪在非接触式、高温、移动物体温度测量中的应用。 本篇同样提供详细的选型原则，结合介质特性、操作条件（温度、压力、介质相态）、环境因素（防爆、防腐蚀、震动）和精度需求，为读者提供权威的选型指导。 第四篇 过程分析仪表与传感器 本篇介绍工业过程中常用的过程分析仪表，包括： pH 计和 ORP 计： 讲解其测量原理、电极选择、校准方法以及在水处理、化工、食品等行业的应用。 电导率仪： 阐述电导率的测量原理，介绍不同类型的电导电极，及其在水质监测、溶液浓度控制中的应用。 溶解氧分析仪： 介绍极谱式和荧光法溶解氧测量原理，以及其在环保、生化等行业的应用。 气体分析仪： 涵盖红外、紫外、顺磁、电化学等原理的气体分析仪，介绍其测量原理、量程范围、响应速度，以及在燃烧控制、安全监测、环境监测等方面的应用。 密度计和粘度计： 介绍在线密度计和粘度计的测量原理，以及在化工、石油、食品等行业的应用。 本篇将强调过程分析仪表在优化工艺、提高产品质量、保障安全生产中的重要作用，并提供相应的选型和应用建议。 第五篇 自动化仪表安装、调试与维护 本篇聚焦自动化仪表在实际工程中的应用环节。 安装要点： 详细介绍流量计、压力表、液位计、温度计等仪表的正确安装位置、安装方向、管道连接、电气接线等关键环节，强调避免安装错误对仪表性能和寿命的影响。特别关注防爆型仪表、易燃易爆介质仪表的安装要求。 调试方法： 系统讲解仪表的零点、量程校准，信号隔离、放大、转换等过程，介绍 HART 通讯协议的使用，以及如何利用上位机软件进行参数设置和在线监测。强调调试过程中应遵循的标准操作流程，确保仪表能够准确、稳定地工作。 维护保养： 归纳各类仪表的日常检查、定期维护和保养计划，包括清洁、润滑、紧固、更换易损件等。提供常见故障的诊断方法和排除步骤，指导读者快速定位问题并进行修复，最大限度地减少停机时间。 第六篇 自动化仪表网络与通信 本篇介绍自动化仪表在现代工业网络中的通信技术。 工业现场总线技术： 详细讲解 Foundation Fieldbus、Profibus、DeviceNet、CANopen 等主流现场总线协议的工作原理、网络拓扑结构、通信方式、设备集成以及在分布式控制系统中的应用。 无线通信技术： 介绍工业无线传感器网络（WSN）、LoRa、NB-IoT 等无线通信技术在自动化仪表中的应用，重点分析其在复杂地形、移动设备、无布线区域的优势，以及在能源、农业、环保等领域的潜力。 OPC UA 协议： 阐述 OPC UA 作为一种开放、标准化、安全和跨平台的工业通信协议，在实现设备互联互通、数据集成和信息共享方面的作用。 本篇将帮助读者理解自动化仪表如何融入工业物联网（IIoT）和智能制造的整体架构，提升数据采集和传输的效率与可靠性。 第七篇 典型工业流程自动化仪表应用实例 本篇通过多个实际工业案例，生动展示自动化仪表在不同行业中的应用。涵盖石油化工、电力、冶金、制药、食品饮料、环保水处理等领域的典型工艺流程，例如： 炼油厂常减压蒸馏装置的流量、压力、液位、温度控制。 发电厂锅炉给水系统、蒸汽压力、温度的监测与控制。 化肥厂合成氨生产过程中的气体成分分析与流量控制。 制药厂发酵罐的温度、pH、溶解氧在线监测与控制。 污水处理厂的 pH、电导率、溶解氧、液位监测。 每个案例都将详细介绍所应用的仪表类型、选型依据、安装调试过程、控制策略以及预期达到的效果，为读者提供直观的学习和参考。 《工业流程自动化仪表技术手册》力求内容详实、图文并茂，深入浅出，兼具理论性和实用性，是工业自动化领域从业人员不可或缺的案头必备工具书。

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我最近在学习有关热力学和传热学的进阶知识，这本《流体输送系统优化技术》的书籍给我带来了极大的启发。它将宏观的热力学定律与微观的流体动力学紧密结合，尤其在讲解管道系统中的压力损失计算和能量回收技术时，逻辑清晰，推导过程严谨。书中关于湍流边界层理论和非牛顿流体特性的讨论，让我对复杂流体现象有了更深层次的理解。不同于市面上那些只注重公式堆砌的教材，这本书非常注重“为什么”和“如何做”的结合。例如，它详细阐述了如何通过调整管道布局来最小化沿程阻力，而不是简单地套用达西-韦斯巴赫公式。对于从事化工或石油天然气行业的朋友来说，书中关于多相流体输送的章节，简直是如获至宝，它系统地梳理了起泡流、层流和环状流的识别标准及相应的压力梯度模型，这对于优化长距离输送管线的能耗至关重要。

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这套资料的图表质量极高，是我接触过的所有专业参考资料中最为精美和准确的之一。很多复杂的流体现象，比如涡流的形成、射流扩散的角度变化，通过三维动态模拟的截面图展示得淋漓尽致。我是一名侧重于CFD仿真的工程师，这本书中关于数值计算模型的选择与网格划分策略的章节，对我工作帮助极大。它不仅给出了标准模型的适用范围，还明确指出了在特定边界条件（如高度非均匀入口流速）下，常规模型可能引入的误差来源及如何通过修正参数来补偿。此外，书中对流场可视化技术的介绍也非常前沿，特别是对于如何从实验数据中反演出精确的流场参数，提供了一套完整的操作框架。总的来说，它是一本完美结合了理论深度、视觉表现力和前沿技术应用的专业参考书。

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这本关于水力机械的权威著作，简直是工程实践的教科书。书中对各种泵、风机、压缩机等流体机械的工作原理、选型依据以及系统集成进行了深入浅出的阐述。我尤其欣赏它在案例分析上的详尽程度，比如针对不同工况下离心泵的汽蚀现象、轴承的失效模式以及密封方案的选择，作者都提供了非常具体、可操作的解决思路和计算方法。不仅仅停留在理论层面，它还详细介绍了不同材料在腐蚀性介质中的应用性能对比，这对我们设计人员在项目初期进行设备选型时，提供了极大的参考价值。如果说有什么可以改进的地方，或许是对于某些新型磁悬浮轴承泵在节能降耗方面的深度分析可以再多一些，毕竟这代表了未来的发展方向。但总体来说，对于任何从事流程工业或设备维护的工程师来说，这本书都是案头必备的工具书，它的知识密度和实用性是毋庸置疑的。

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这本书的编排风格非常注重系统性思维的培养，它不像是一本纯粹的专业手册，更像是一门完整的工程学科导论。我关注的重点在于其关于过程控制和自动化集成的部分。作者巧妙地将机械设备的性能曲线与现代控制理论（如PID控制、模糊控制）进行了对接。书中深入剖析了如何利用实时反馈数据来动态调整流体系统的运行点，以确保在满足工艺要求的同时，将运行成本降至最低。我特别欣赏它对系统集成风险的评估方法，即如何通过故障树分析（FTA）来预测因某个关键流体部件失效而导致的连锁反应。虽然初读时可能需要一定的数学和控制基础，但一旦掌握，你会发现它提供的不仅仅是设计知识，更是一种全面的风险管理视角。对于需要负责整个工厂流体管网设计与运维的资深工程师而言，这本书的价值无可估量。

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坦白说，我原本以为这会是一本枯燥的理论书籍，但阅读后才发现，作者在叙述中融入了大量工程历史和行业标准演变的故事线。这使得那些原本抽象的规范和设计准则变得鲜活起来。比如，在介绍不同国家和地区（如API、ISO）关于管道强度和安全系数的差异时，作者没有直接给出结论，而是追溯了这些标准背后的安全事故或技术突破，这种叙事方式极大地增强了阅读的代入感。对于刚入行的年轻人来说，这本书能帮助他们理解“为什么我们必须这样做”，而不是仅仅记住“我们应该那样做”。书中关于材料选择对长期可靠性的影响分析，尤其深入，涉及了疲劳寿命、蠕变和应力腐蚀开裂（SCC）的评估流程，这方面的内容远超我预期的深度，是系统学习工程可靠性设计的绝佳起点。

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