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材料工程测试技术

课程代码:QZ041004

课程负责人: 段广彬
共建教师:
课程建设:校级精品课程 开课学院:材料科学与工程学院

开课时间:2020年11月20日 学习人数:47人
有效时间: 永久有效 评分:
课程简介

本课程是为材料科学与工程专业材料与化工专业学位硕士研究生开设的学位课。课程以传感器为基础,主要介绍工业生产中常见的温度、压力、流速和流量、物位、气体的成分、粉尘浓度等过程参数的测试方法及所涉及的工业仪表的工作原理、安装、使用方法等。课程既介绍了流体热工测试的经典理论,同时也引入了近年来工程测试理论研究及工业仪表开发研究的新成果,可为材料与化工专业研究生认识与了解仪表及其使用提供依据。

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教学大纲

课程编号:    QZ041004     课程名称:  材料工程测试技术       学时: 32   学分:  2.0              

课程性质:  R学位课    □非学位课         教室类型:R多媒体教  □普通教室  □实验室  

具体考核要求

相关规定:非学位课程一般为考查课,考核方式由任课教师根据课程要求自行确定。学位课程一般应闭卷考试,如需要开卷考试,任课教师须提前提交书面申请,经研究生处批准后方可开卷考试。学位课成绩以考试成绩为主,平时成绩不得超过40%。     

考核形式:R考试   □考查;  

课程成绩构成:平时成绩占:30% ;期末成绩占70 % ;

平时成绩评定说明: 平时成绩包含课堂回答问题、网络视频观看、作业完成情况及出勤情况等几部分组成 。                                 

教学目的:通过课程的学习,使研究生们能够熟练掌握常见的温度,压力,物位、流量、成分、浓度等热工仪表的基本结构、工作原理及特点,学会使用各类型的仪表,并具有优化及开发新型仪表的工程技术能力,为实际工程中的自动控制提供依据。

教材及主要参考书:

教材:

陶珍东,魏才业,张绍忠,李树人编著.工业仪表与工程测试.北京:国防工业出版社,2008.3

参考资料:

1.李孟源主编.工程计量检测技术.西安:西北工业大学出版社,1990.4

2. 何适生主编.热工参数测量及仪表.北京:水利电力出版社,1990.4

3. 程大亨主编.热工过程检测仪表.北京:中国电力出版社,1997.10

4. 苏彦勋,盛健,梁国伟主编.流量计量与测试.北京:中国计量出版社,1992.8

5. 范云霄,刘桦编著.测试技术与信号处理.北京:中国计量出版社,2002.4

6. 吕崇德. 热工参数测量与处理.北京:清华大学出版社,2001.

7. 周建民主编.热工测量.北京:兵器工业出版社19928月第1

8. 林其勋.热工与气动参数测量.199512月第1

9. 王魁汉.温度测量技术..沈阳:东北工学院出版社,199107月第1

10. 冯圣一编.热工测量新技术.北京:水利电力出版社,199511月第1

 

课程安排

教学

学时数

主要授课内容

授课

方式

课外

要求

授课

教师

1

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1章 绪论

工程测试技术的地位和作用;测试系统的组成及特点;现代工程测试技术的发展趋势。

2章 传感器

2.1  概 述

教师主讲

查阅文献观看相关视频

 

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2.2参数型传感器:电阻式、电容式、电感式

2.3 发电型传感器:磁电式、压电式

2.4光导纤维传感元件:反射式、吸收式、调节式

 

教师主讲

 

 

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2.5智能传感器:智能传感器的概念、智能传感器的功能与特点;智能传感器系统

3章 温度测量

3.1 温度的测量方法

3.2 热电偶温度计:热电偶测温原理、热电偶的基本定律、常用热电偶类型及构造

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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3.3 电阻温度计:电阻温度计的材料、工作原理、结构型式、半导体电阻温度计

3.4非接触式测温仪:辐射测温的理论基础、光学高温计、光电高温计

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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3.4非接触式测温仪:辐射温度计、比色温度计、红外测温仪工作原理及应用、光纤辐射式温度测试仪

3.5水晶测温仪表

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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4章  压力测量

4.1概述:压力单位、压力检测仪表的分类

4.2液柱式压力计:原理和结构、液柱式压力计的测量误差及其修正

4.3活塞式压力计:简单活塞式压力计、差动活塞式压力计

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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4.4弹性压力表:弹性元件、弹性压力计的误差及改善途径

4.5应变式压力传感器:电阻应变式压力传感器、电容式压力传感器、电感式压力传感器、力平衡式压力传感器

4.6测压仪表的选择和安装:压力仪表的选择、压力表的校验、压力表的安装

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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5章 物位测量

5.1 概述:物位测量的特点、测量仪表分类

5.2 压差式水位计:概述、压力式液位计、压差式物位计

5.3 电接点水位计:水位传感器原理、水位结构、误差、显示方法举例、普通电接点测量筒的缺陷

5.4 料位计:重锤式、电容脉冲式、阻旋式、g射线式、超声波式

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料+观看视频

 

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6章  流速和流量测量

6.1 概述:流速和流量测量方法、测量系统

6.2容积式流量测量计:容积式流量测量仪表的原理与结构、特性及影响因素、选择安装、使用情况判断

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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6.3 速度式流量测量技术与仪表:涡轮流量计、流体振动式流量计、电磁流量计

6.4超声波流量测量方法与仪表: 传播速度差法的原理、流量方程

6.5 超声波多普勒流量计测量原理:基本工作原理、流量方程

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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6.6 热线测速计:敏感元件基本构造、基本原理、工作特性、热线测速计用于管道流量测量

6.7节流式流量计:理论基础和流量方程、标准节流装置、取压方式装置、安装和使用

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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2

6.8  其它差压式流量计:毕托管、均速管流量计、转子流量计、靶式流量计

6.9两相流体流量计标准装置

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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7章 成分分析

7.1概述:成份分析的作用和意义、成分分析方法、常用过程分析仪表分类、分析仪的组成

7.2磁性氧量计:物质的磁性与磁化率、热磁式氧分析器的工作原理

7.3 奥氏气体成分分析仪:奥氏气体成分分析仪的系统组成;分析步骤、注意事项

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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2

7.4 CO2自动分析仪:基本知识、CO2自动分析器的工作原理、

7.5 红外线气体分析器:基本知识、红外线气体分析器的组成、工作原理

7.6 氧化锆氧量计: 工作原理和结构、ZO系列氧化锆氧量分析仪

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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8章  粉尘浓度测量

8.1 概述

8.2 取样管法测定粉尘浓度:粉尘浓度测定装置、测定系统及测量原理、计算方法、影响测量结果的因素;BLC-1型烟尘浓度测定仪

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

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8.3 光散射法粉尘浓度测定仪:Lambert-Beer定律测量粉尘浓度、Mie散射测量的原理

8.4 β射线吸收型粉尘浓度测定仪

8.5石英晶体微天平:工作原理;仪器的功能及特点;主要技术指标

目的要求:了解粉尘浓度测量的方法。

教师主讲与研讨

课外查阅相关资料

 

 

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教学团队

主讲老师:段广彬 ,博士,教授,济南大学教学名师。教书育人方面。一直坚持“以学生为本”的教学理念以及“以本为本”的教学原则,坚持以德立身、以德立学、以德施教,致力于教学内涵提升。同时,不断完善探索教学方法,注重人才培养质量的提高,教学效果获得学生一致好评。近五年来,每年均获得本科教学贡献奖;2018年获得第八届济南大学优秀教学奖;2018年获得山东省第五届高校青年教师教学比赛二等奖; 2014年获得山东省高校青年教师多媒体教学课件竞赛三等奖;2017年获得济南大学青年教师教学比赛二等奖。教学研究方面。该同志注重产教融合,积极探究教学研究与改革。承担教学研究项目方面:2016年主持的“校企协同创新人才培养模式研究与实践—以材料科学与工程专业为例”获山东省本科高校教学改革研究项目支持。2016年主持的“无机非金属材料专业综合改革与课程体系建设—流体力学部分”获教育部产学合作协同育人项目子课题支持。2017年主持的“流体力学与设备”获济南大学精品在线开放课程项目支持。教研成果方面:2017年主持的“材料科学与工程专业校企协同创新人才培养模式研究与实践” 成果获得济南大学教学成果奖一等奖。2015年主持的“材料工程专业流体与热工课程优化建设与应用”获济南大学教学成果奖二等奖。在长期积累的过程中,2018年主持的“校企协同创新人才培养模式研究与实践”成果获得山东省第八届高等教育教学成果奖一等奖,实现了材料科学与工程学院的教学研究的新突破。科学研究方面。该同志积极开展科学研究,目前主持或完成国家重点研发计划子课题1项,山东省科技发展计划1项,山东省自然科学基金2项,山东省自然科学基金企业先导项目1项,山东高校科研计划1项,济南科技明星计划1项,企业委托项目6项等多项项目;参与国家级项目6项,省部级项目8项。以第一作者或者通讯作者身份发表SCIEI论文19篇。以第一完成人获得发明专利4项,实用新型专利10项。以第一完成人获得山东高等学校科研成果奖一等奖1项;以主要参与人获得包含山东省科技进步二等奖、中国商业联合科技进步三等奖、中国建材流通协会科研成果奖二等奖等省部级奖励共计7项。 主讲教师:吴俊彦,博士。教学方面一直坚持“以学生为本”“以成果为导向”的教学理念,在教授学生知识的同时,注重学生能力和素养的培养。不断完善和探索教学方法,注重创新,将教学和科研有机结合,形成了自己的教学风格和特色。教授课程包括《硅酸盐工业热工设备》、《流体力学与设备》、《工业仪表与工程测试》等材料科学与工程专业主干课程。教学效果获得学生一致好评。2018年获得济南大学本科教学贡献奖;2018年获得济南大学第四届青年教师教学比赛二等奖;2017年主讲课程《材料工程测试技术》获济南大学研究生优质课程。科研方面积极开展教育教学研究和科学研究,目前主持山东省自然科学基金项目1项,参与多项国家级和省部级项目,发表高水平SCIEI论文8篇。承担教学研究项目方面:2017年主持的“互联网+时代基于OBE理念的热工系列课程互动式、翻转式教学改革”获济南大学教学改革与研究项目支持,2018年主持的“工程认证背景下材料科学与工程专业三位一体在线课程教学体系构建与应用型人才培养研究”获济南大学教育教学成果重点培育项目支持。 主讲教师,赵蔚琳,女,博士,教授,济南大学优秀教学奖获得者。山东省精品课程“热工过程与设备”课程负责人,济南大学精品课程“热工过程与设备”、“流体力学与设备”课程负责人,济南大学优秀教学团队“热工基础教学团队”负责人,济南大学十大精品课件获得者。从教三十多年,长期致力于材料领域热工工程方面的教学与科研工作,主讲“流体力学与设备”、“硅酸盐热工基础”和“硅酸盐热工设备”等专业必修课程;曾获山东省高等教育教学成果三等奖1项(第二位),获得山东省高校多媒体教学课件竞赛三等奖1项(第二位),济南大学教学成果一等奖1项,二等奖2项,三等奖1项;教学评教成绩名列前茅,多次获得济南大学本科教学贡献奖;曾主持参与多项济南大学校级教学研究项目,参编热工相关教材3部。主持过山东省自然科学基金2项、济南市创新项目1项、济南大学科研项目2项,多向企业合作项目;参与过国家自然科学基金、山东省重大科技攻关项目等;以第一作者或者通讯作者身份发表SCIEI论文二十多篇。以第一完成人获得发明和实用新型专利十余项。