荧光光纤温度测量技术及应用 贾丹平,伞宏力,赵立民

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贾丹平,伞宏力,赵立民 著
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  • 荧光光纤温度传感器
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店铺: 典则俊雅图书专营店
出版社: 科学出版社有限责任公司
ISBN:9787030448156
商品编码:29800594632
包装:平装
出版时间:2016-04-01

具体描述

  图书基本信息,请以下列介绍为准
书名荧光光纤温度测量技术及应用
作者贾丹平,伞宏力,赵立民
定价66.0元
ISBN号9787030448156
出版社科学出版社有限责任公司
出版日期2016-04-01
版次31

  其他参考信息(以实物为准)
装帧:平装开本:B5重量:0.4
版次:31字数:200000页码:
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  内容提要

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  作者介绍

  序言
序言

《光纤传感技术与前沿进展》 概述 本书深入探讨了光纤传感技术的理论基础、关键技术、前沿进展及其在各个领域的广泛应用。全书内容丰富,结构严谨,既涵盖了光纤传感器的基本原理和制备工艺,也聚焦于最新的研究成果和未来发展趋势,旨在为相关领域的研究人员、工程师以及高等院校师生提供一本全面、深入的专业参考书。本书强调理论与实践的结合,通过详细的原理阐述和丰富的应用案例,帮助读者理解光纤传感器的强大能力及其在现代科技发展中的重要作用。 内容详述 第一章 光纤传感技术基础 本章作为全书的开篇,旨在为读者建立扎实的理论基础。首先,我们将回顾光纤通信的基本原理,重点介绍光纤的结构、传输特性以及光波在光纤中的传播机制,为理解光纤传感器的核心机制奠定基础。接着,深入剖析光纤传感器的基本工作原理,包括利用光纤的几何结构、材料特性或特殊功能区对外界物理量(如温度、应力、折射率、磁场等)进行调制,并将这些调制信息转化为光信号进行探测。我们将详细介绍几种经典的光纤传感机制,如干涉型、衍射型、散射型以及光栅型传感器,并分析它们各自的优势与局限性。此外,本章还将简要介绍光纤传感器的分类方式,包括按传感机制分类、按被测参数分类以及按结构分类等,帮助读者建立宏观认知。 第二章 光纤传感器核心技术 本章将聚焦于实现高性能光纤传感器的关键技术。我们将首先探讨光纤传感器的敏感元件设计与制备,包括各种类型光纤(如单模光纤、多模光纤、保偏光纤、塑包层光纤等)的选择与改性,以及如何通过特殊工艺(如掺杂、涂覆、蚀刻、熔接等)制备出具有特定传感功能的敏感区。接着,我们将详细介绍几种重要的光纤光栅技术,如紫外曝光法、飞秒激光直写法等,并探讨布拉格光栅(FBG)、长周期光栅(LPG)、分布式布拉格反射器(DBR)等不同类型光栅的制备及其在传感领域的应用。 在信号解调方面,本章将系统介绍多种光纤传感器信号解调技术。我们将从原理上剖析光学解调技术,包括干涉解调(如马赫-曾德尔干涉仪、迈克尔逊干涉仪、Sagnac干涉仪)、衍射解调、光谱解调等。同时,我们将深入探讨电子学解调技术,如基于光电探测器和信号处理的数字解调方法,以及如何利用高速ADC和DSP技术实现高精度、实时的数据采集与分析。此外,本章还将讨论如何通过优化光源(如宽带光源、窄带激光器、超辐射发光二极管等)和探测器(如光电二极管、雪崩光电二极管、CCD/CMOS阵列探测器等)来提高传感器的灵敏度、分辨率和信噪比。 第三章 传感光纤的设计与制备 本章将深入探讨用于构建高性能光纤传感器的特种光纤的设计与制备。我们将详细介绍具有特殊功能的光纤,例如,用于温度测量的热光效应敏感光纤、用于应力测量的光弹性效应敏感光纤、以及用于折射率测量的特种涂覆光纤。我们将探讨如何通过改变光纤芯径、包层结构、材料组成以及引入特殊涂层来优化光纤的传感性能。 在光纤制备工艺方面,本章将重点介绍两种主流的光纤制备技术:气相沉积法(CVD)和拉丝塔技术。我们将详细阐述CVD过程中前驱体选择、化学反应机理、沉积过程控制以及预制棒的加工步骤,包括MCVD、OVD、VAD等不同工艺的特点。随后,我们将深入分析拉丝塔工艺,包括预制棒烧结、预热、拉丝成型、涂覆冷却以及收卷等关键环节,并讨论如何通过精确控制温度、速度、张力等参数来获得高质量的光纤。此外,本章还将介绍一些用于制备特种光纤的非常规技术,如飞秒激光加工、化学蚀刻等,以及如何通过这些技术实现光纤的微纳结构调控,以增强其传感特性。 第四章 光纤传感器在环境监测中的应用 本章将聚焦光纤传感器在环境监测领域的广泛应用,重点突出其在高精度、远距离、恶劣环境下作业的独特优势。我们将首先探讨光纤传感器在水质监测中的应用,例如,利用特种光纤传感器实时监测水体中的pH值、溶解氧、氨氮、重金属离子等关键污染物,以及其在地下水监测、饮用水安全保障等方面的潜力。 接着,我们将深入分析光纤传感器在空气质量监测中的应用,包括监测大气中的CO2、SO2、NOx等有害气体,以及PM2.5等颗粒物浓度,并重点介绍基于光纤传感的微型化、便携式空气质量监测设备的研发进展。 此外,本章还将详细介绍光纤传感器在土壤监测方面的应用,例如,监测土壤湿度、温度、pH值、养分含量等,以及其在农业精准灌溉、土壤退化评估等方面的价值。最后,我们将探讨光纤传感器在噪声监测、振动监测等其他环境监测场景中的应用,展示其作为一种灵活、可靠的环境监测工具的巨大潜力。 第五章 光纤传感器在工业健康监测中的应用 本章将深入探讨光纤传感器在工业健康监测领域的应用,重点关注其在保障设备安全运行、预防事故发生方面的关键作用。我们将首先分析光纤传感器在大型桥梁、隧道、大坝等基础设施结构健康监测中的应用。例如,利用光纤光栅传感器监测结构的应力、应变、位移,以及温度变化,从而实时评估结构的承载能力和安全状态,并实现早期预警。 接着,我们将探讨光纤传感器在石油化工、电力等高危行业的应用。例如,在油气管道中部署光纤传感器,用于监测温度、压力、泄漏等参数,及时发现潜在危险,防止事故发生。在变电站中,利用光纤传感器监测电缆温度、开关状态等,提高电力系统的运行可靠性。 此外,本章还将介绍光纤传感器在航空航天领域的应用,例如,用于监测飞机机翼的应力分布、发动机温度等,以提高飞行安全性和维护效率。同时,还将探讨光纤传感器在能源领域的应用,如风力发电机叶片健康监测、核电站关键设备监测等,展示其在复杂和极端环境下的鲁棒性和高可靠性。 第六章 光纤传感器在医疗健康领域的应用 本章将聚焦光纤传感器在医疗健康领域的创新应用,展现其在疾病诊断、治疗以及健康监测方面的独特优势。我们将首先探讨光纤传感器在生物传感与诊断中的应用,例如,利用表面等离子体共振(SPR)光纤传感器、荧光光纤传感器等,实现对血糖、蛋白质、DNA等生物标志物的超灵敏检测,为早期疾病诊断提供有力支持。 接着,我们将详细介绍光纤传感器在微创手术与介入治疗中的应用。例如,利用微型化光纤传感器构建的手术导航系统,可以实时引导手术器械,提高手术精度。在血管介入治疗中,光纤传感器可以监测血管内的压力、血流速度等参数,为医生提供关键的生理信息。 此外,本章还将探讨光纤传感器在康复医疗与远程健康监测中的应用。例如,利用可穿戴式光纤传感器监测人体的生理参数,如心率、呼吸、体温等,实现对慢性病患者的远程监护和个性化康复指导。最后,还将展望光纤传感器在神经接口、生物医学成像等前沿领域的应用前景。 第七章 光纤传感器未来发展趋势 本章将对光纤传感器技术的未来发展进行展望,探讨其潜在的突破方向和新的应用领域。我们将首先分析微纳光纤传感器和新型功能光纤的研究进展,例如,如何利用微纳光纤实现更高的灵敏度和更强的多参数传感能力,以及如何制备具有自校准、自诊断等高级功能的新型光纤。 接着,我们将探讨光纤传感器与人工智能(AI)和大数据技术的融合。例如,如何利用机器学习算法对海量的光纤传感数据进行分析和预测,从而实现更智能的故障诊断和性能优化。 此外,本章还将展望光纤传感器在物联网(IoT)、智慧城市、柔性电子等新兴领域的发展前景。例如,如何将光纤传感器集成到各种物联网设备中,实现大规模、分布式传感网络的构建,以及如何在柔性基底上制备可弯曲、可拉伸的光纤传感器,以满足新型电子器件的需求。最后,我们将对光纤传感器技术的未来发展方向进行总结和预测,为相关研究提供参考。 总结 《光纤传感技术与前沿进展》一书全面、深入地介绍了光纤传感技术的理论、技术、应用和未来发展。本书内容翔实,结构清晰,涵盖了从基础理论到前沿研究的各个方面,旨在为读者提供一本权威、实用的参考著作,推动光纤传感技术在各个领域的深入发展和广泛应用。

用户评价

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这本书不仅仅是一本关于荧光光纤温度测量的技术手册,更像是一扇窗,让我窥见了科学研究的严谨与创新。从书名来看,它似乎是针对特定领域的专业书籍,但我发现,即便不是该领域的专业人士,也能从中获得很多启发。作者们在介绍基本原理时,并没有回避复杂的物理化学过程,而是用一种循序渐进的方式,将科学知识巧妙地融入其中。我印象深刻的是,书中对于量子力学和分子光谱学在荧光现象解释中的应用,虽然有些部分对我来说需要反复研读,但这种深度的挖掘,让我对荧光光纤的本质有了更深刻的理解。更让我感到敬佩的是,书中对实验设计和数据分析的严谨态度。它不仅仅列举了应用案例,更深入地探讨了这些案例背后是如何通过精密的实验验证和数据分析来支持技术的可靠性的。我看到了作者们是如何从理论出发,设计实验,收集数据,分析结果,并最终将技术推广应用的完整过程。这种科研的逻辑和思维方式,对于任何一个想要深入了解一项技术的人来说,都具有重要的参考价值。这本书让我看到了科学研究的魅力,也让我对那些致力于推动技术进步的科学家们充满了敬意。

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对于我这样一位对前沿技术抱有浓厚兴趣的普通读者来说,这本书提供了一个绝佳的学习平台。我之前对光纤传感技术有所了解,但对荧光光纤在温度测量领域的具体应用却知之甚少。这本书的出现,恰好填补了我知识体系中的这一空白。我特别喜欢书中在介绍原理时,所采用的类比和图示。比如,当作者解释荧光猝灭效应与温度的关系时,用了一个形象的比喻,让我一下子就明白了其中的关键。而且,书中大量的插图和图表,更是将抽象的光学原理和复杂的设备结构可视化,大大降低了阅读的门槛。我印象深刻的是,书中不仅详细介绍了各种荧光材料的选择标准和制备方法,还对不同类型的荧光光纤传感器进行了深入的剖析,包括其优缺点、适用范围以及在特定条件下的性能表现。这让我能够从宏观到微观,逐步深入地理解这项技术的方方面面。更重要的是,书中对于“应用”部分的阐述,让我看到了这项技术在现实世界中的广阔前景。我看到了它在能源领域的应用,比如在核电站和石油化工中监测高温高压环境;也看到了它在航空航天领域的潜力,为极端环境下的设备提供可靠的温度保障;甚至还看到了它在生物医学领域的创新,为疾病诊断和治疗提供新的可能。这本书不仅让我学习到了知识,更激发了我对未来科技发展的无限遐想。

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说实话,在翻开这本书之前,我脑海里对“荧光光纤温度测量”这个概念其实是模糊的,甚至有些望而却步。毕竟“技术”二字总是与复杂的公式、深奥的理论联系在一起,我担心自己难以消化。然而,当我真正开始阅读时,那种沉浸其中的感觉却是出乎意料的。作者们显然花费了大量的心思,将原本可能晦涩难懂的原理,通过清晰的逻辑和层层递进的讲解,变得易于理解。我尤其欣赏书中对于基础概念的梳理,比如荧光现象本身是如何产生的,不同材料的荧光特性如何影响测量精度,以及光纤的结构设计如何优化信号的传输和采集。这些细节的铺垫,让我对后续的测量原理有了更坚实的基础。让我感到惊喜的是,书中并没有止步于理论的阐述,而是花了相当大的篇幅去探讨各种实际的应用场景。从实验室的精密测量,到工业现场的严酷环境,再到一些前沿的科研领域,书中都给出了详实的案例分析。这些案例不仅让我看到了技术的实用价值,更让我体会到了科学家们在解决实际问题时的智慧和创新。我仿佛看到了那些埋藏在地下深处的管道,是如何通过这些荧光光纤被实时监控温度的;我也想象到了那些关键的航空发动机,是如何依靠这些微小的光纤确保安全的运行。这种将理论与实践紧密结合的叙述方式,让我对这项技术有了更全面、更深刻的认识,也让我对作者们的专业素养和学术成就肃然起敬。

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坦白说,我之前对荧光光纤这个概念并没有太深入的了解,只知道它与光纤和荧光有关。但这本书打开了我全新的认知。阅读过程中,我惊叹于作者们将如此复杂的技术概念,梳理得如此清晰透彻。特别是关于荧光信号的产生、传播、以及如何被转化为温度信息的整个过程,书中都进行了非常详尽的阐述。我非常欣赏书中对于不同荧光发光机理的解释,比如热猝灭、能量转移等,这些都为我理解测量原理打下了坚实的基础。同时,书中对于各种荧光材料的性能分析,以及如何根据不同的应用需求选择合适的材料,也让我对这项技术的精细化和个性化有了更深的认识。让我特别感兴趣的是,书中还探讨了影响测量精度的各种因素,例如环境干扰、光纤损耗、信号处理算法等,并提出了相应的解决方案。这让我看到了这项技术在实际应用中所面临的挑战,以及科学家们是如何克服这些挑战的。我尤其喜欢书中对各种先进的荧光光纤传感器的介绍,比如分布式传感、多参数传感等,这让我对这项技术的未来发展充满了期待。这本书让我认识到,荧光光纤温度测量技术远不止于简单的测量,而是一门集光学、材料学、电子学、信息科学等多学科交叉的综合性技术。

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这本书的名字听起来就充满了神秘感和科技感,“荧光光纤温度测量技术及应用”,光是这几个词就勾起了我强烈的好奇心。我一直对那些能够“看见”无形事物的技术感到着迷,而荧光光纤似乎正是这样一种神奇的媒介,能够将温度这个抽象的概念具象化,并通过光的形式传递出来。想象一下,纤细的光纤如同神经末梢,敏感地捕捉着周围环境的温度变化,并将这些信息转化为耀眼的光芒,这本身就充满了诗意。我迫切地想知道,这种技术是如何实现的?是依靠某种特殊的材料,还是巧妙的光学原理?书名中的“技术”二字预示着严谨的科学论证,而“应用”则让我看到了它在现实世界中的无限可能。我脑海中瞬间浮现出各种场景:在极寒的太空环境中,这种技术能否帮助我们监测设备温度?在高温高压的工业生产线上,它又将扮演怎样的角色?是否能够应用于医疗领域,为精密的生命体征监测提供新的解决方案?甚至,在一些我从未设想过的领域,它是否也能带来颠覆性的创新?我希望这本书能够不仅仅是枯燥的技术讲解,更能激发我的想象力,让我看到科学的魅力,感受到技术进步的力量。我期待着能够深入了解它的原理,掌握它的方法,并从中汲取灵感,去思考它可能带来的更广泛的社会影响。这本书,在我心中,已经不仅仅是一本技术书籍,更像是一扇通往未知世界的大门,等待着我去探索和发现。

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在阅读这本书的过程中,我最大的感受就是,一项看似简单的技术,背后往往蕴含着极其复杂和精妙的设计。以“荧光光纤温度测量”为例,我原本以为就是用光纤去感应温度,然后发出荧光。但读完这本书,我才意识到,这其中涉及到了光与物质的相互作用、材料的荧光特性、光纤的传输机制、信号的采集与处理等一系列复杂的环节。我尤其对书中关于不同荧光材料的性能对比和选择策略的论述印象深刻。作者们详细介绍了各种荧光体的发光波长、荧光寿命、荧光量子产率、温度猝灭系数等关键参数,以及这些参数如何影响测量精度和适用范围。这种对细节的关注,让我看到了这项技术在实现高精度和高可靠性方面所付出的努力。而且,书中还探讨了如何通过优化光纤结构、改进激励和探测方式、以及采用先进的信号处理算法来提高测量性能。这让我认识到,荧光光纤温度测量技术并非一成不变,而是在不断地发展和进步中。这本书让我对这项技术有了更全面、更深入的理解,也让我对未来的技术发展充满了期待。

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作为一名对材料科学有着浓厚兴趣的读者,这本书无疑是一份宝贵的资源。我一直认为,材料的性能决定了技术的上限,而荧光光纤的温度测量技术,其核心就在于对荧光材料的深入研究和巧妙应用。书中对各种荧光材料的特性分析,比如稀土掺杂玻璃、有机荧光染料、量子点等,让我对这些材料在不同温度下的发光行为有了更全面的了解。我尤其欣赏书中对不同材料在选择和制备过程中所考虑的因素,例如耐高温性、化学稳定性、光学透过率等。这些细节的阐述,让我看到了材料科学家们是如何在性能和成本之间进行权衡,如何不断优化材料的制备工艺,以满足实际应用的需求。而且,书中还详细介绍了如何通过掺杂不同的元素,改变荧光材料的晶格结构,从而调控其发光波长和荧光寿命,以适应不同的测量需求。这种对材料微观结构的深入研究,让我对荧光光纤温度测量技术有了更深层次的认识。我相信,随着新材料的不断涌现和制备技术的不断发展,荧光光纤温度测量技术必将迎来更广阔的应用前景。

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对我而言,这本书更像是一场关于“光”与“温度”之间对话的探险。书名中的“荧光”二字,本身就带有一种诗意的色彩,而“光纤”则是信息的载体,“温度测量”则是技术的目的。当我沉浸在书中,我仿佛能看到那些肉眼看不见的温度变化,是如何被荧光光纤捕捉,并转化为一种种闪耀的光信号,最终被我们解读。我喜欢书中对基础物理原理的阐述,比如爱因斯坦的光量子假说,以及如何利用荧光体的能量跃迁来感知温度。这些基础知识的铺垫,让我对后续的测量技术有了更清晰的认识。而书中对各种应用场景的描绘,更是将这项技术从实验室推向了现实世界。我看到了它在极端环境下的应用,比如在深海探测和航空航天领域,看到了它在精密制造中的重要性,比如在半导体生产过程中对温度的精确控制,甚至还看到了它在生物医学领域的潜在价值,比如对人体内部温度的无创监测。这些生动的案例,让我感受到了技术的力量,也让我对未来的生活充满了美好的想象。这本书让我相信,科学技术的发展,能够不断地拓展人类的认知边界,并为我们的生活带来更多的便利和可能。

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我一直对能够“无中生有”的技术感到好奇,而荧光光纤温度测量技术,正是这样一种能够将温度这一无形概念,转化为可见光信号的神奇技术。这本书,就像一位经验丰富的向导,带领我深入探索这个奇妙的世界。我喜欢书中对基础物理原理的详尽阐述,比如利用分子振动和电子跃迁来解释荧光现象,让我对“光”与“物质”之间的相互作用有了更深的理解。同时,书中对光纤通信技术的介绍,也为我理解信号的传输和处理过程提供了重要的背景知识。我特别欣赏书中对各种测量方法的对比分析,包括时间分辨法、强度比例法、光谱分析法等,让我能够了解不同方法的优缺点以及适用场景。这些详细的论述,让我看到了这项技术在不断追求更精确、更可靠的测量结果方面所付出的努力。而且,书中对各种实际应用案例的介绍,更是让我看到了这项技术在现实世界中的巨大价值,从工业生产到科学研究,再到环境保护,它都发挥着不可或缺的作用。这本书让我对荧光光纤温度测量技术有了更全面、更深入的认识,也让我对未来的科技发展充满了信心。

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我承认,一开始我对这本书的兴趣主要源于其“应用”部分。我一直认为,再高深的技术,如果不能落地,不能解决实际问题,其价值就会大打折扣。而这本书,恰恰在这方面做得非常出色。它并没有一味地堆砌理论,而是将技术与实际需求紧密结合,让我看到了荧光光纤温度测量技术是如何在各个领域发挥重要作用的。书中详细列举了许多具体的应用案例,从工业生产中的精确控温,到环境监测中的长期稳定性,再到一些特殊场景下的鲁棒性要求,书中都给出了详实的论述和数据支持。我尤其对书中关于高温、高压、腐蚀等恶劣环境下应用的介绍印象深刻,这让我看到了这项技术在挑战极限方面的强大潜力。同时,书中对于不同应用场景下,对传感器性能提出的不同要求,以及如何通过技术手段来满足这些要求的分析,也让我受益匪浅。我看到了作者们在考虑实际应用时,是如何权衡各种因素,如何不断优化技术方案的。这种务实的态度,让我对这项技术充满了信心。我相信,这本书的出现,不仅能为相关领域的研究者和工程师提供宝贵的参考,更能激发更多人去思考,如何将这项技术应用到更多尚未开发的领域,从而为社会发展带来更大的价值。

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