《安全检测与监控》实验指导书
黄勇 王新颖 戴竹青 编
环境与安全工程学院 二〇一四年五月
实验一 压力表校正实验
一、实验目的
了解精密压力表和压力表校正器的用途，学会使用压力表校正器对普通压力表的校正。 二、实验仪器
精密压力表又称标准压力表，此表广泛用于工矿企业、计量检定室、科研单位实验室的部门，作为压力计量标准使用来调校、校验、检定工业用一般压力表，同时也用于工业流程、科学实验环节中的高准确度要求的压力测量和监控。
YJY-60、600A压力校验器是用于检验一般压力表及其它测压仪表的设备，其压力分别可达6MPa和60 MPa（但必须装有精密压力表后才可使用）。
三、仪器结构
精密压力表的工作原理是：当被测介质通过接口部件进入弹性敏感元件（弹簧管）内腔时，弹性敏感元件在被测介质压力的作用下其自由端端会产生相应的位移，相应的位移则通过齿轮传动放大机构和杆机构转换为对应的转角位移，与转角位移同步的仪表指针就会在示数装置的度盘刻线上指示出被测介质的压力。
压力表校验器有切断阀（1）、左阀（2）、油杯阀（3）、右阀（4）、手摇泵（5）、手掀泵（6）等组成，其结构如图1-1所示。
图1-1 压力表校验器
四、实验原理
校验器的工作原理与流体静力学压力平衡原理相同，通过液体的传递，根据精密压力表的指示值对被检压力表进行调校。
当精密压力表与压力校验仪器成组后，则可构成精密压力表标准装置或压力校验装置，操作人员通过将被测对象与精密压力表示值逐一进行比对的方式实现压力量值的传递或对被测对象的压力校验。
实验中由压力台送来的压力油分别进入两个压力计，观察并记录两个压力计上的读数，再轻敲被校压力计的表壳再读数，用同样的方法增压至每一校验点进行校验，然后再单方向缓慢降压至每一校验点进行校验，压力计所加压力通过压力台上的活塞杆进、退来调节，如图1-2所示。
图1-2 实验装置工作原理示意图
1、加压前的准备
（1）关闭压力计上的两个阀门，开启压力台上油杯的进油阀。 （2）摇退压力台上的活塞螺杆，使压力台油缸中充进油。 （3）关闭油杯的进油阀，然后开启压力计上的阀门。 （4）摇进活塞螺杆，直至压力计上有压力读数为止。 2、校验 （1）从标准压力计量程为60 兆帕的压力台中选取从0.2兆帕至2兆帕间隔0.2 兆帕作为校验点；对于标准压力计量程为6 兆帕的压力台选取从0.1 兆帕至1 兆帕间隔0.1兆帕作为校验点，增压至校验点后读数，轻敲表壳后再读数。
（2）增压至规定数值后再缓慢降压至每一校验点进行校验。
（3）校验结束后关闭压力计上的两个阀门，开启压力台油杯的进油阀，摇进压力台上的活塞螺杆，使压力台的油再充回油缸中，最后关闭油杯的进油阀。 五、数据处理
分别记录增压和降压行程中标准压力表和被校压力表的读数，并计算误差。 六、注意事项
1、加压与降压过程中应注意被校压力表指针有无跳动现象。如有跳动现象，应拆除修理。
2、活塞式压力计上的各切断阀只需有少许开度。如果开度过大，被加压油
可能从切断阀的阀芯处漏出。
3、校验器的工作环境为5-35℃，相对湿度不大于80％，周围空气不得含有腐蚀性气体。校验器内腔不应含有腐蚀性介质，使用时内腔各油路应畅通。
4、校验嚣手掀泵只能用作充液，不作加压用，故不能硬往下掀，以免活塞折断。
七、思考题
1、手掀泵内若进入空气将会怎样？怎么处理？ 2、详细描述校验器的工作原理
第二节 城市交通噪声测量实验
一、实验目的
了解城市交通噪声检测方法和原理，正确掌握声级计的使用，掌握车流量变化引起交通噪声变化情况及道路的交通噪声分布。 二、实验仪器
HS6288B型声级计或其他普通声级计。仪器符合国际 IEC651 或 GB3785-83 Ⅱ 型仪器的要求，能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能，其主要技术指标如下：
1、测量范围：40~130dB 2、频率特性：A 计权 3、检波特性：真实有效值 4、动态特性：快和慢
5、传声器：1/2 英寸驻极体电容传声器 三、实验方法
1、测点选择：测点应选在两路口之间的交通干线路边的人行道上，离车行道20cm处，此处距路口应大于50m，这样该测点的噪声可以代表两路口之间的该段道路的交通噪声。
2、为调查道路区域的交通噪声分布，在垂直道路方向上由近及远设测点测量（每隔 1~2m 设一个测点，至少应取 10 个），直到噪声级降到临近道路功能区（混合区）的允许标准值为止。
3、每个测点在规定的时间内（如10min），隔5秒读一瞬时 A 声级，连续读取200个数据，同时记录下车流量。
4、计算等效连续声级 LAeq,T。等效连续声级可按照下式计算。
5、按照LAeq,T或累积百分声级绘制道路两侧的交通噪声分布图，一般以 5dB 为以等级，以不同颜色或阴影线表示各噪声污染等级，如表2-1所示。
表2-1 噪声污染等级
6、根据城市区域噪声标准 GB3096 -93（表2-2）进行噪声评定。
表2-2 噪声评定
各类标准的适用区域
① 0 类标准适用于疗养院、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。
② 1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。
③ 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 ④ 3 类标准适用于工业区。
⑤ 4 类标准适用城市中的道路交通干线两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。
四、实验报告
要求注明实验时间、地点及环境状况，绘处所测区道路的噪声分布图，给出该段道路交通噪声评定结论，并对交通流量变化引起交通噪声变化情况及道路两侧的噪声分布进行分析。 五、注意事项
测量时要时刻牢记安全第一，不要阻碍人流车辆的通行，测量要求传声器离地面高1.2m，并远离其他反射机构。使用仪器时要安全可靠，不可掉在地上。数据记录完毕，立即将仪器交还实验室。 六、思考题
1、简单描述声级计的工作原理。
2、如何测量城市区域环境噪声？在什么情况下，需要考虑背景噪声？
实验三 空气中有机物含量的测定
一、实验目的
1、了解气相色谱仪的基本结构； 2、熟悉气相色谱仪的一般使用方法；
3、掌握使用气相色谱仪测定空气中有机物的基本流程。 二、实验原理
本实验以挥发性有机物作为标准物质，利用保留时间对未知样品的出峰进行定性分析。
试样中各组分经色谱柱分离后进入检测器被检测，在一定操作条件下，被测组分i的质量（mi）或其在载气中的浓度与检测器响应信号（色谱图上表现为峰面积Ai或峰高hi）成正比，可写作：
'
mifA
i'
这就是色谱定量分析的依据，式中fi为比例常数，称为被测组分i的绝对质量校正因子。由于同一种检测器对不同物质具有不同的响应值，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量。为了使检测器产生的响应信号能真实地反映出物质的含量，需要对响应值进行校正，这就是定量校正因子的意义。根据上式得：
fi'
mi
Ai
可见fi'就是单位峰面积所代表的物质质量，它主要由仪器的灵敏度所决定。由于fi'值与色谱操作条件有关，不易准确测定，因此在色谱定量分析中，可采用相对校正因子fi，即被测物质i与标准物质s的绝对校正因子之比值：
fi'mi/AimiAs
fi'
fsms/ASmsAi
式中：fi、 ms、As分别为标准物质的绝对校正因子、质量及峰面积。按被测组分使用的不同计量单位，可分为质量校正因子及体积校正因子等(通常把“相对”二字略去)。
测定fi时，先准确称量被测物质i和标准物质s，混合后在一定的实验条件下进行色谱测定，然后测量相应的峰面积Ai和As，再按上式计算fi值。 三、仪器与试剂
1、仪器
岛津GC2010气相色谱仪，配有FID检测器。 氮气钢瓶
空气钢瓶 氢气钢瓶
微量进样器：50 μl 2、试剂
色谱纯挥发性有机物 四、实验内容
1、实验条件
（1）色谱柱：DB-5，30m×0.25mm×0.25μm；
（2）色谱条件：柱温100℃；汽化，200℃；检测器：200℃；
（3）氮气：1.0ml/min；空气400ml/min；氢气47ml/min；补偿气30ml/min； （4）分流比：50:1； （5）进样量：50μl。 2、空气样品的测定
取空气样品在本实验选定的毛细管色谱柱以及上述实验条件下，色谱分析，得样品色谱图。记录保留时间和峰面积。
3、标样的测定
在相同色谱条件下，取单个标准样品色谱进样，得出标准色谱图。确定保留时间、峰面积，对未知样品定性、定量。 五、数据处理
1、记录实验条件
2、记录并计算实验结果tR 、fi'等数据于表3-1、表3-2中。
表3-1 色谱标样测定结果
表3-2 样品测定结果
六、思考题
1、气相色谱仪由哪几个部分组成？
2、色谱分析定量方式有几种？是如何定量的？ 3、色谱分析定性方式有几种？是如何定性的？
《安全检测与监控》实验指导书
黄勇 王新颖 戴竹青 编
环境与安全工程学院 二〇一四年五月
实验一 压力表校正实验
一、实验目的
了解精密压力表和压力表校正器的用途，学会使用压力表校正器对普通压力表的校正。 二、实验仪器
精密压力表又称标准压力表，此表广泛用于工矿企业、计量检定室、科研单位实验室的部门，作为压力计量标准使用来调校、校验、检定工业用一般压力表，同时也用于工业流程、科学实验环节中的高准确度要求的压力测量和监控。
YJY-60、600A压力校验器是用于检验一般压力表及其它测压仪表的设备，其压力分别可达6MPa和60 MPa（但必须装有精密压力表后才可使用）。
三、仪器结构
精密压力表的工作原理是：当被测介质通过接口部件进入弹性敏感元件（弹簧管）内腔时，弹性敏感元件在被测介质压力的作用下其自由端端会产生相应的位移，相应的位移则通过齿轮传动放大机构和杆机构转换为对应的转角位移，与转角位移同步的仪表指针就会在示数装置的度盘刻线上指示出被测介质的压力。
压力表校验器有切断阀（1）、左阀（2）、油杯阀（3）、右阀（4）、手摇泵（5）、手掀泵（6）等组成，其结构如图1-1所示。
图1-1 压力表校验器
四、实验原理
校验器的工作原理与流体静力学压力平衡原理相同，通过液体的传递，根据精密压力表的指示值对被检压力表进行调校。
当精密压力表与压力校验仪器成组后，则可构成精密压力表标准装置或压力校验装置，操作人员通过将被测对象与精密压力表示值逐一进行比对的方式实现压力量值的传递或对被测对象的压力校验。
实验中由压力台送来的压力油分别进入两个压力计，观察并记录两个压力计上的读数，再轻敲被校压力计的表壳再读数，用同样的方法增压至每一校验点进行校验，然后再单方向缓慢降压至每一校验点进行校验，压力计所加压力通过压力台上的活塞杆进、退来调节，如图1-2所示。
图1-2 实验装置工作原理示意图
1、加压前的准备
（1）关闭压力计上的两个阀门，开启压力台上油杯的进油阀。 （2）摇退压力台上的活塞螺杆，使压力台油缸中充进油。 （3）关闭油杯的进油阀，然后开启压力计上的阀门。 （4）摇进活塞螺杆，直至压力计上有压力读数为止。 2、校验 （1）从标准压力计量程为60 兆帕的压力台中选取从0.2兆帕至2兆帕间隔0.2 兆帕作为校验点；对于标准压力计量程为6 兆帕的压力台选取从0.1 兆帕至1 兆帕间隔0.1兆帕作为校验点，增压至校验点后读数，轻敲表壳后再读数。
（2）增压至规定数值后再缓慢降压至每一校验点进行校验。
（3）校验结束后关闭压力计上的两个阀门，开启压力台油杯的进油阀，摇进压力台上的活塞螺杆，使压力台的油再充回油缸中，最后关闭油杯的进油阀。 五、数据处理
分别记录增压和降压行程中标准压力表和被校压力表的读数，并计算误差。 六、注意事项
1、加压与降压过程中应注意被校压力表指针有无跳动现象。如有跳动现象，应拆除修理。
2、活塞式压力计上的各切断阀只需有少许开度。如果开度过大，被加压油
可能从切断阀的阀芯处漏出。
3、校验器的工作环境为5-35℃，相对湿度不大于80％，周围空气不得含有腐蚀性气体。校验器内腔不应含有腐蚀性介质，使用时内腔各油路应畅通。
4、校验嚣手掀泵只能用作充液，不作加压用，故不能硬往下掀，以免活塞折断。
七、思考题
1、手掀泵内若进入空气将会怎样？怎么处理？ 2、详细描述校验器的工作原理
第二节 城市交通噪声测量实验
一、实验目的
了解城市交通噪声检测方法和原理，正确掌握声级计的使用，掌握车流量变化引起交通噪声变化情况及道路的交通噪声分布。 二、实验仪器
HS6288B型声级计或其他普通声级计。仪器符合国际 IEC651 或 GB3785-83 Ⅱ 型仪器的要求，能实现一般声级测量并具有最大声级保持功能，其主要技术指标如下：
1、测量范围：40~130dB 2、频率特性：A 计权 3、检波特性：真实有效值 4、动态特性：快和慢
5、传声器：1/2 英寸驻极体电容传声器 三、实验方法
1、测点选择：测点应选在两路口之间的交通干线路边的人行道上，离车行道20cm处，此处距路口应大于50m，这样该测点的噪声可以代表两路口之间的该段道路的交通噪声。
2、为调查道路区域的交通噪声分布，在垂直道路方向上由近及远设测点测量（每隔 1~2m 设一个测点，至少应取 10 个），直到噪声级降到临近道路功能区（混合区）的允许标准值为止。
3、每个测点在规定的时间内（如10min），隔5秒读一瞬时 A 声级，连续读取200个数据，同时记录下车流量。
4、计算等效连续声级 LAeq,T。等效连续声级可按照下式计算。
5、按照LAeq,T或累积百分声级绘制道路两侧的交通噪声分布图，一般以 5dB 为以等级，以不同颜色或阴影线表示各噪声污染等级，如表2-1所示。
表2-1 噪声污染等级
6、根据城市区域噪声标准 GB3096 -93（表2-2）进行噪声评定。
表2-2 噪声评定
各类标准的适用区域
① 0 类标准适用于疗养院、高级别墅区、高级宾馆等特别需要安静的区域，位于城郊和乡村的这一类区域分别按严于0类标准5dB执行。
② 1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域。乡村居住环境可参照执行该类标准。
③ 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区。 ④ 3 类标准适用于工业区。
⑤ 4 类标准适用城市中的道路交通干线两侧区域，穿越城区的内河航道两侧区域。
四、实验报告
要求注明实验时间、地点及环境状况，绘处所测区道路的噪声分布图，给出该段道路交通噪声评定结论，并对交通流量变化引起交通噪声变化情况及道路两侧的噪声分布进行分析。 五、注意事项
测量时要时刻牢记安全第一，不要阻碍人流车辆的通行，测量要求传声器离地面高1.2m，并远离其他反射机构。使用仪器时要安全可靠，不可掉在地上。数据记录完毕，立即将仪器交还实验室。 六、思考题
1、简单描述声级计的工作原理。
2、如何测量城市区域环境噪声？在什么情况下，需要考虑背景噪声？
实验三 空气中有机物含量的测定
一、实验目的
1、了解气相色谱仪的基本结构； 2、熟悉气相色谱仪的一般使用方法；
3、掌握使用气相色谱仪测定空气中有机物的基本流程。 二、实验原理
本实验以挥发性有机物作为标准物质，利用保留时间对未知样品的出峰进行定性分析。
试样中各组分经色谱柱分离后进入检测器被检测，在一定操作条件下，被测组分i的质量（mi）或其在载气中的浓度与检测器响应信号（色谱图上表现为峰面积Ai或峰高hi）成正比，可写作：
'
mifA
i'
这就是色谱定量分析的依据，式中fi为比例常数，称为被测组分i的绝对质量校正因子。由于同一种检测器对不同物质具有不同的响应值，这样就不能用峰面积来直接计算物质的含量。为了使检测器产生的响应信号能真实地反映出物质的含量，需要对响应值进行校正，这就是定量校正因子的意义。根据上式得：
fi'
mi
Ai
可见fi'就是单位峰面积所代表的物质质量，它主要由仪器的灵敏度所决定。由于fi'值与色谱操作条件有关，不易准确测定，因此在色谱定量分析中，可采用相对校正因子fi，即被测物质i与标准物质s的绝对校正因子之比值：
fi'mi/AimiAs
fi'
fsms/ASmsAi
式中：fi、 ms、As分别为标准物质的绝对校正因子、质量及峰面积。按被测组分使用的不同计量单位，可分为质量校正因子及体积校正因子等(通常把“相对”二字略去)。
测定fi时，先准确称量被测物质i和标准物质s，混合后在一定的实验条件下进行色谱测定，然后测量相应的峰面积Ai和As，再按上式计算fi值。 三、仪器与试剂
1、仪器
岛津GC2010气相色谱仪，配有FID检测器。 氮气钢瓶
空气钢瓶 氢气钢瓶
微量进样器：50 μl 2、试剂
色谱纯挥发性有机物 四、实验内容
1、实验条件
（1）色谱柱：DB-5，30m×0.25mm×0.25μm；
（2）色谱条件：柱温100℃；汽化，200℃；检测器：200℃；
（3）氮气：1.0ml/min；空气400ml/min；氢气47ml/min；补偿气30ml/min； （4）分流比：50:1； （5）进样量：50μl。 2、空气样品的测定
取空气样品在本实验选定的毛细管色谱柱以及上述实验条件下，色谱分析，得样品色谱图。记录保留时间和峰面积。
3、标样的测定
在相同色谱条件下，取单个标准样品色谱进样，得出标准色谱图。确定保留时间、峰面积，对未知样品定性、定量。 五、数据处理
1、记录实验条件
2、记录并计算实验结果tR 、fi'等数据于表3-1、表3-2中。
表3-1 色谱标样测定结果
表3-2 样品测定结果
六、思考题
1、气相色谱仪由哪几个部分组成？
2、色谱分析定量方式有几种？是如何定量的？ 3、色谱分析定性方式有几种？是如何定性的？