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賈丹平，傘宏力，趙立民 著

圖書標籤:

• 熒光光縴傳感器
• 溫度測量
• 光縴技術
• 光學傳感器
• 分布式溫度測量
• 生物醫學工程
• 工業應用
• 環境監測
• 材料科學
• 傳感技術

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030448156

商品編碼：29730348535

包裝：平裝

齣版時間：2016-04-01

基本信息

書名:熒光光縴溫度測量技術及應用

：66.00元

售價：44.9元,便宜21.1元,摺扣68

作者:賈丹平,傘宏力,趙立民

齣版社：科學齣版社有限責任公司

齣版日期：2016-04-01

ISBN：9787030448156

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

《熒光光縴溫度測量技術及應用》可供從事光電測量、溫度檢測及儀器儀錶設計等方麵的科研人員和工程技術人員閱讀，也可供高等院校和相關專業的教師、研究生及高年級學生參考。

內容提要

目錄

1熒光光縴測溫原理
1.1引言
1.2熒光産生機理
1.2.1發光類型
1.2.2光的吸收
1.2.3光的激發
1.2.4激發態分子的去活化
1.3熒光的基本特性
1.3.1熒光的激發光譜與發射光譜
1.3.2熒光壽命和熒光效率
1.4熒光材料及其光譜特性
1.4.1熒光材料的組成與分類
1.4.2熒光材料的光譜特性
1.5熒光的測溫原理
1.6熒光光縴溫度傳感器的分類

2熒光壽命測溫中的檢測方法
2.1引言
2.2數據直接求解方法
2.2.1直接法
2.2.2兩點法
2.2.3瞬態差值比較法
2.2.4積分法
2.2.5平衡積分法
2.2.6積分比值法
2.3以函數為基礎的數據處理方法
2.3.1小二乘擬閤法
2.3.2傅裏葉變換法
2.3.3Levenberg-Marquardt迭代法
2.4數據處理方法的仿真比較
2.4.1直流分量的影響
2.4.2隨機誤差的影響
2.5熒光壽命的鎖相檢測
2.5.1正弦調製的熒光壽命鎖相檢測
2.5.2方波調製的熒光壽命鎖相檢測

3熒光壽命測溫中Prony法的應用
3.1引言
3.2熒光強度對熒光壽命的影響實驗
3.3熒光餘輝的指數變化規律測量
3.4熒光餘輝的非指數變化機理
3.4.1多譜綫發光
3.4.2連續譜綫發光
3.5熒光餘輝變化與光譜的關係
3.6熒光餘輝非指數程度的量化
3.6.1熒光餘輝麯綫的截斷歸一化處理
3.6.2熒光餘輝麯綫的截斷歸一化分析
3.7Prony法在熒光壽命測溫中的應用研究
3.7.1Prony法概述50 3.7.2Prony法在熒光壽命測量中的實現
3.7.3雙指數熒光餘輝中數據處理仿真比較

4熒光光縴溫度測量係統
4.1引言
4.2熒光材料
4.2.1熒光材料的選擇原則
4.2.2熒光材料的溫度特性
4.3光縴傳感探頭
4.3.1光縴傳感探頭的分類
4.3.2典型熒光光縴探頭
4.4黏閤劑
4.4.1光學膠
4.4.2結構黏閤劑
4.5熒光激勵光源
4.5.1激勵光源選擇的基本要求
4.5.2半導體LED
4.5.3激光二極管
4.5.4汞燈
4.5.5氙燈
4.6光路耦閤
4.6.1激勵光源與光縴的耦閤
4.6.2光縴與光縴的直接耦閤
4.6.3光縴與熒光材料的耦閤
4.6.4光縴與光探測器的耦閤
4.7光電探測器
4.7.1光電二極管
4.7.2pin光電二極管
4.8接收器
4.8.1光探測器等效電路
4.8.2光電探測器的放大電路
4.9典型熒光測溫係統結構

5熒光光縴測溫技術在高壓大電流測量中的應用
5.1引言
5.2電子式電流互感器的分類
5.2.1電磁式電流互感器的局限性
5.2.2電子式電流互感器的類型
5.3熒光測溫式電流互感器方案
5.4熒光測溫式電流互感器數學模型及分析
5.4.1電流-溫度傳感數學模型建立
5.4.2電流-溫度傳感數學模型仿真
5.4.3電流-溫度傳感分析
5.5測量係統高壓端研究
5.5.1分流器的選擇
5.5.2電熱轉換器研究
5.6測量係統低壓端研究
5.7係統實驗

6熒光光縴測溫技術在微波環境及電力設備中的應用
6.1引言
6.2熒光光縴測溫技術在微波熱療中的應用
6.2.1熱療的原理及其對測溫的要求
6.2.2熱療技術中的測溫方法
6.2.3設計重點及措施
6.3熒光光縴測溫技術在高壓開關櫃中的應用
6.3.1測溫係統工作原理
6.3.2測溫係統性能參數及特點
6.3.3設計重點及措施
6.4熒光光縴測溫技術在其他方麵的應用
6.4.1熒光光縴測溫技術在油浸變壓器繞組上的應用
6.4.2熒光光縴測溫技術在微波消解儀中的應用

參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《光學傳感器的原理與設計》 內容概述： 本書深入剖析瞭各類光學傳感器的基本原理、設計方法、關鍵技術以及在不同領域的實際應用。全書共分為十章，由淺入深，係統地闡述瞭光學傳感器的發展曆程、核心理論基礎、器件選擇與集成、信號處理與優化、以及麵嚮特定應用的設計挑戰與解決方案。 第一章 光學傳感器的基本概念與分類 本章首先界定瞭光學傳感器的定義，闡述瞭其工作機製，即利用光信號的産生、傳輸、調製、解調與識彆來感知和測量物理量。接著，詳細介紹瞭光學傳感器的主要分類方法，包括按傳感原理（如摺射率變化、散射、衍射、乾涉、吸收、熒光等）、按測量對象（如溫度、壓力、位移、應力、化學成分、生物分子等）、按結構形式（如光縴傳感器、集成光學傳感器、自由空間光學傳感器等）以及按輸齣信號類型（模擬、數字）進行劃分。通過對各類傳感器的概覽，為讀者構建起光學傳感器領域的整體認知框架。 第二章 光學傳感器的理論基礎 本章係統迴顧瞭光學傳感器設計與分析所必需的物理光學和幾何光學基礎。重點講解瞭光的傳播、反射、摺射、衍射、乾涉、散射、偏振等基本光學現象，並深入探討瞭光與物質相互作用的機理，包括吸收、熒光、磷光、拉曼散射、布裏淵散射等。此外，還介紹瞭光在不同介質中的傳播特性，如光波導理論、模式理論、光縴傳輸損耗機製等，為後續章節的器件設計和原理分析奠定堅實的理論基礎。 第三章 光學傳感器的核心器件與材料 本章詳細介紹瞭構成光學傳感器的各類關鍵光學器件和關鍵材料。首先，闡述瞭光源的種類、特性及選擇原則，包括LED、激光器（半導體激光器、固體激光器）等。其次，重點介紹瞭光電探測器的原理、類型、性能指標及選擇，如光電二極管（PIN、APD）、光電倍增管（PMT）、CCD、CMOS圖像傳感器等。然後，深入討論瞭光波導器件，包括光縴（單模光縴、多模光縴、特種光縴）、集成波導（介質波導、金屬波導）的結構、製備工藝和光學特性。最後，探討瞭光學傳感器中常用的敏感材料，如壓電材料、熱敏材料、化學敏感材料、生物敏感材料等，以及它們與光信號的耦閤機製。 第四章 光縴傳感器的工作原理與設計 本章聚焦於目前應用最為廣泛的光縴傳感器。詳細闡述瞭基於不同傳感機製的光縴傳感器的原理，包括： 強度調製型光縴傳感器： 如傾斜光柵、長周期光柵、乾涉型傳感器（馬赫-曾德爾、邁剋爾遜、薩格納剋乾涉儀）等，分析瞭其結構、工作模式以及如何通過光強變化來錶徵被測物理量。 相位調製型光縴傳感器： 如基於布裏淵散射、拉曼散射的傳感器，闡述瞭光信號相位隨外界環境（如溫度、應力）變化的機理，以及如何通過乾涉或解調技術提取相位信息。 光譜調製型光縴傳感器： 如光縴光柵傳感器（FBG），深入講解瞭光柵的反射/透射光譜特性如何隨溫度、應變等因素發生移動，以及反射峰位移的解調方法。 偏振調製型光縴傳感器： 如利用偏振保持光縴或非綫性光學效應，分析瞭偏振態變化與測量參數的關係。 本章還結閤實例，指導讀者如何根據具體的測量需求，選擇閤適的光縴類型、傳感結構和工作原理，並進行初步的設計。 第五章 集成光學傳感器設計與技術 本章介紹瞭集成光學傳感器的原理與設計方法，它將多種光學功能模塊集成到一箇芯片上，具有體積小、穩定性好、可批量生産等優點。詳細講解瞭平麵光波導、薄膜光學器件、微光學元件的設計與製造技術。重點闡述瞭如何利用微納加工技術（如光刻、刻蝕、薄膜沉積）在矽基、鈮酸鋰基、聚閤物基底上構建傳感器芯片。介紹瞭基於乾涉儀、光柵、諧振腔等結構的集成式傳感器，以及它們在光通信、生物醫療、環境監測等領域的應用前景。 第六章 光學傳感器信號的産生與調製 本章深入探討瞭光學傳感器中光信號的産生機製和調製方式。詳細介紹瞭不同類型光源的輸齣特性及其在傳感器中的應用，包括如何實現光源的穩定輸齣和特定波長選擇。接著，重點講解瞭將物理量轉化為光信號變化（調製）的各種方法，如通過改變光路長度、摺射率、吸收率、散射特性、熒光強度或發射光譜等。分析瞭不同調製方式的優缺點，以及如何根據測量精度、響應速度和環境適應性選擇閤適的調製技術。 第七章 光學傳感器信號的傳輸與耦閤 本章關注光信號在光學傳感器中的傳輸和器件間的耦閤。詳細討論瞭光在光縴中的傳播特性，包括模式耦閤、色散、非綫性效應以及各種損耗機製，並介紹瞭提高傳輸效率和信號質量的策略。闡述瞭不同光學器件（光源、傳感器元件、探測器）之間的光耦閤技術，如透鏡耦閤、波導耦閤、微透鏡陣列耦閤等，強調瞭優化耦閤效率對提高傳感器靈敏度和信噪比的重要性。 第八章 光學傳感器信號的解調與處理 本章是光學傳感器技術的核心環節之一，重點講解瞭如何從傳輸和調製後的光信號中提取有用的測量信息。詳細介紹瞭各種解調技術，包括： 光譜解調： 如利用光譜儀、光柵分光器、諧振腔濾波器等，對反射光譜、透射光譜進行分析，提取光柵峰位移、諧振波長漂移等信息。 乾涉解調： 如利用乾涉儀原理，通過分析乾涉條紋的位置、強度或相位變化，來測量被測參數。 強度解調： 如直接測量光信號強度的變化，常用於某些簡單的傳感器。 相位解調： 如基於布裏淵、拉曼散射的傳感器，通過復雜的信號處理算法提取相位信息。 頻率/時域解調： 如利用時間分辨技術，分析光信號的時間延遲或脈衝展寬。 此外，還介紹瞭信號處理技術，包括濾波、降噪、數據擬閤、機器學習輔助解調等，以提高測量精度和魯棒性。 第九章 光學傳感器的集成與係統設計 本章將光學傳感器從單個元件上升到係統層麵進行討論。介紹瞭如何將各種光學傳感器元件（光源、傳感器探頭、探測器、信號處理器）集成起來，構建一個完整的測量係統。討論瞭係統的光路設計、電子綫路設計、軟件控製以及整體性能優化。重點介紹瞭多參數測量係統的設計挑戰，如多傳感器的集成、交叉乾擾的抑製、數據融閤等。此外，還探討瞭傳感器的標定、校準以及可靠性工程。 第十章 光學傳感器的應用領域與發展趨勢 本章通過具體的案例，展示瞭光學傳感器在各個領域的廣泛應用。涵蓋瞭： 工業製造： 在綫監測、質量控製、無損檢測。 環境監測： 氣體泄漏檢測、水質分析、大氣汙染物監測。 生物醫療： 疾病診斷、生化指標檢測、微創手術導航。 土木工程： 結構健康監測、橋梁安全評估、隧道形變監測。 能源領域： 石油天然氣管道監測、電力設備狀態監測。 航空航天： 飛機結構應力監測、發動機溫度測量。 最後，對光學傳感器未來的發展趨勢進行瞭展望，包括更高靈敏度、更高精度、更寬測量範圍、更強魯棒性、智能化、網絡化以及與人工智能的深度融閤等。 本書旨在為從事光學工程、物理學、電子工程、材料科學及相關領域的科研人員、工程師和研究生提供一套全麵、係統的光學傳感器理論與實踐指導。通過學習本書，讀者將能夠深刻理解光學傳感器的基本原理，掌握傳感器設計與優化的方法，並能將其應用於解決實際工程問題。

評分☆☆☆☆☆

初次翻閱這本書，我最大的感受是它的行文風格顯得異常嚴謹和學術化。每一個概念的引入都仿佛經過瞭韆錘百煉的推敲，邏輯鏈條設置得非常緊密，幾乎找不到可以跳躍思考的地方。作者似乎非常注重基礎理論的構建，引用瞭大量的國內外前沿研究作為支撐，使得書中的觀點都有著堅實的理論後盾。閱讀過程中，我不得不放慢速度，很多地方需要反復咀嚼，纔能真正理解其中蘊含的深層物理意義。這種寫作方式對於從事該領域研究的專業人士來說，無疑是一份寶貴的參考資料，因為它提供瞭非常紮實的研究起點和論證基礎。但對於一些剛剛接觸這個領域的新手來說，可能會因為信息密度過大而感到有些吃力，需要極大的耐心和毅力去剋服初期的閱讀障礙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述方式中透露齣一種非常務實的態度，似乎作者並不滿足於停留在理論的象牙塔中，而是力求將知識點與實際工程問題緊密結閤。我注意到，書中對於不同應用場景下的參數選擇和誤差分析部分著墨頗多，這正是許多理論書籍常常忽略的關鍵環節。比如，它會探討在不同環境溫度波動下，係統性能會如何變化，並給齣相應的補償策略建議。這種對“現場問題”的關注，使得這本書的價值超越瞭一般的教科書範疇。它不僅僅是在告訴你“是什麼”，更是在引導讀者思考“為什麼會這樣”以及“如何解決它”，充滿瞭解決實際問題的智慧，讓人感覺手中的這本書不僅僅是知識的堆砌，更是多年實踐經驗的結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計倒是挺有意思的，封麵那種深藍色的背景配上那些像是電路圖一樣的綫條，確實能讓人聯想到高科技和精密儀器的感覺。我拿到手的時候，首先注意到的是紙張的質感，挺厚實，拿在手裏沉甸甸的，看起來是比較用心的一本專業書籍。內頁的排版也比較清晰，章節之間的過渡處理得比較流暢，沒有那種生硬的割裂感。光是看著目錄，就能感受到作者在內容組織上的用心，層次分明，從基礎原理到實際應用都有所涉獵，這對於想係統學習某個領域的人來說是個不錯的指引。不過，光看外觀隻能初步判斷這本書的用心程度，真正的好書還得翻開內容纔能知道是不是貨真價實的乾貨。希望它在理論闡述上能深入淺齣，而不是堆砌一堆晦澀難懂的術語，那樣的話，再漂亮的外殼也隻是個空殼子。

評分☆☆☆☆☆

這本書在內容呈現上，給我的感覺是它更偏嚮於“工具書”而非“科普讀物”。插圖和圖錶的運用可以說是恰到好處，那些復雜的幾何結構和光路設計，如果沒有這些輔助圖形，僅憑文字描述幾乎無法想象其真實樣貌。特彆是一些流程圖和係統框圖，繪製得非常精細，綫條流暢，關鍵節點的標注清晰明確，這極大地降低瞭理解復雜係統架構的難度。我特彆留意瞭其中對實驗數據處理部分的描述，那塊內容詳略得當，既沒有過度簡化，也沒有陷入繁瑣的數學證明泥潭，而是提供瞭一個可操作的分析框架。總的來說，它像是一位經驗豐富的老工程師在手把手地教你如何搭建和優化一套精密的光學係統，非常注重實用性和可操作性。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書帶來的知識衝擊感是很強的，它在探討相關技術時，展現瞭一種宏觀視野與微觀剖析相結閤的獨特視角。作者在介紹基礎原理時，能清晰地勾勒齣整個技術體係的脈絡，讓人對領域的全貌有個大緻的把握；然而，一旦進入到關鍵技術的細節描述，筆鋒又會立即變得極其銳利和深入，毫不迴避那些技術上的難點和瓶頸。這種寫作的張弛有度，使得閱讀體驗保持瞭一種持續的吸引力，仿佛在攀登一座知識的高山，每登上一層，視野都會變得更加開闊，同時也要麵對更陡峭的挑戰。總而言之，這本書對於任何希望在該領域深耕細作的人而言，都是一本值得反復研讀的寶貴資源，它對知識的廣度和深度都有著不俗的要求和體現。