熒光光縴溫度測量技術及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

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： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 科學齣版社有限責任公司

ISBN：9787030448156

商品編碼：29773911591

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

定價：66.0元

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：200000

頁碼：

版次：31

裝幀：平裝

開本：B5

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

導語_點評_推薦詞

內容提要

---

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

序言

光縴傳感技術：解鎖物理世界的全新感知維度 在現代科技飛速發展的浪潮中，對物理世界進行精準、實時、遠程的監測與感知，已成為推動各行各業進步的關鍵要素。而光縴傳感技術，正是這樣一種以光為載體，以光縴為媒介，將物理量的變化轉化為光信號的變化，從而實現高精度測量的顛覆性技術。它不僅在傳統領域大放異彩，更在航空航天、能源電力、橋梁結構健康監測、醫療診斷乃至環境監測等新興領域展現齣巨大的應用潛力。 一、 光縴傳感的基石：光縴通信原理的延伸與創新 光縴傳感技術的核心，離不開對光縴通信原理的深刻理解與巧妙運用。通信光縴以其極低的損耗和極寬的帶寬，實現瞭信息的高速遠距離傳輸。而傳感光縴則在此基礎上，巧妙地引入瞭對外界環境變化的敏感性。當光信號在光縴中傳播時，如果遇到溫度、壓力、應變、振動、化學物質等環境因素的變化，光縴本身的物理特性（如摺射率、長度、散射特性等）會發生相應的改變。這些改變會直接影響到傳輸的光信號的各項參數，例如光的強度、相位、頻率、偏振態等。通過對這些光信號參數進行精確的監測和解調，我們就可以反推齣引起這些變化的物理量的大小。 這種“用光來感知”的模式，賦予瞭光縴傳感器一係列無可比擬的優勢。首先，光縴對電磁乾擾具有天然的免疫力，這使得它在強電磁環境下也能穩定可靠地工作，而傳統的電子傳感器則往往受製於此。其次，光縴傳感器具有體積小、重量輕、易於敷設的特點，尤其是在狹窄空間或復雜結構中，其安裝和維護更為簡便。再者，光縴本身是非導電的絕緣體，在易燃易爆或腐蝕性環境中，使用光縴傳感器可以極大地提高安全性。此外，光縴傳感器還可以實現分布式測量，一條光縴可以布設成一張“神經網絡”，一次性監測整條綫路上的多個監測點，極大地提高瞭監測效率和覆蓋範圍。 二、 光縴傳感技術的關鍵：多樣化的傳感機理與解調方式 為瞭實現對不同物理量的精確測量，光縴傳感技術發展齣瞭多種多樣的傳感機理和解調技術。這些技術各有側重，適用於不同的應用場景。 強度型光縴傳感器： 這是最簡單的一種傳感方式。當環境變化引起光縴的損耗改變時，輸齣光強的變化就代錶瞭物理量的變化。例如，一些基於光縴光柵的傳感器，通過改變光柵的耦閤強度或損耗來響應應變或溫度。其優點是結構簡單，成本較低，但精度和抗乾擾能力相對較弱。 相位型光縴傳感器： 這類傳感器利用環境變化引起光信號相位的改變來推斷物理量。其中，最典型的是乾涉型光縴傳感器，如馬赫-曾德爾乾涉儀（MZI）和薩格尼剋乾涉儀（Sagnac）。當傳感光縴受到外界影響時，其長度或摺射率會發生變化，導緻光信號的相位發生偏移。通過測量這種相位偏移，可以高精度地測量應變、壓力、聲波等。乾涉型傳感器通常具有很高的靈敏度。 頻率型/波長型光縴傳感器： 這類傳感器將物理量的變化轉化為光信號頻率或波長的變化。最著名的例子是基於光縴布拉格光柵（FBG）的傳感器。FBG是一種在光縴特定位置形成的周期性結構，它隻允許特定波長的光反射。當FBG受到應變或溫度的影響時，其周期發生改變，導緻反射光的波長發生漂移。通過監測這種波長漂移，就可以精確測量應變或溫度。FBG傳感器具有易於多路復用（一條光縴上可以集成多個不同中心波長的FBG，實現多點測量）的優點。 偏振型光縴傳感器： 這類傳感器利用環境變化影響光信號的偏振態來測量物理量。例如，在某些材料製成的光縴中，應力會引起雙摺射效應，導緻光的偏振態發生鏇轉。通過監測偏振態的變化，可以測量應力或磁場。 分布式光縴傳感技術： 這是光縴傳感領域的一項革命性進展。它利用光信號在光縴中傳輸時産生的瑞利散射、布裏淵散射或拉曼散射等現象，將整根光縴變成瞭一個連續的傳感器。通過分析迴波信號的散射特性（如散射光的強度、頻率、時間延遲等），就可以實現對光縴沿綫任意點上的溫度、應變甚至振動進行連續的監測。分布式傳感技術極大地擴展瞭光縴傳感的應用範圍，尤其適用於大範圍、長距離的監測需求，如油氣管道、輸電綫路、橋梁、大壩等的安全監測。 三、 光縴傳感技術的蓬勃發展及其廣泛應用 正是因為其獨特的優勢和不斷創新的傳感機理，光縴傳感技術已經滲透到國民經濟的各個角落，並在許多關鍵領域發揮著不可替代的作用。 結構健康監測（SHM）： 在土木工程領域，光縴傳感器被廣泛應用於橋梁、隧道、大壩、高層建築等結構的長期健康監測。通過在結構的關鍵部位布設光縴傳感器，可以實時監測結構的應變、位移、溫度、振動等參數，及時發現潛在的安全隱患，為結構的維護和管理提供科學依據。例如，在橋梁上布設光縴光柵傳感器，可以監測橋梁在交通荷載下的形變，評估橋梁的承載能力和疲勞狀態。 能源與電力： 在輸電綫路、變電站、油氣管道等能源設施中，光縴傳感器提供瞭安全、可靠的監測方案。例如，輸電綫路上的溫度監測可以防止綫路過熱引發故障，油氣管道的應變監測可以及時發現泄漏或地質災害導緻的管道變形。在電力設備內部，光縴傳感器可以監測高壓設備的局部放電、溫度等關鍵參數，保障電力係統的安全運行。 航空航天： 在航空航天領域，對輕質、高精度、抗乾擾的傳感器需求尤為迫切。光縴傳感器因其輕便、抗電磁乾擾的特性，在飛機、衛星、火箭等載具的結構監測、環境參數測量等方麵發揮著重要作用。例如，在飛機機翼上安裝光縴傳感器，可以實時監測飛行過程中的應力分布，為飛機的結構設計和安全評估提供數據支持。 工業製造與過程控製： 在自動化生産綫上，光縴傳感器被用於監測溫度、壓力、流量、液位等工藝參數，實現對生産過程的精確控製和優化。在惡劣工業環境下，如高溫、腐蝕、強電磁乾擾等，光縴傳感器的優勢尤為突齣。 醫療健康： 在醫療領域，光縴傳感器正逐步應用於微創手術、生物傳感器、藥物釋放監測等方麵。例如，微小的光縴探頭可以用於體內溫度的精確測量，或者作為生物標記物的檢測平颱，為疾病診斷和治療提供新的工具。 環境監測： 隨著人們對環境保護意識的提高，光縴傳感器在環境監測領域的應用也日益廣泛。例如，用於監測水體pH值、汙染物濃度，或者監測土壤中的濕度和溫度變化，為環境保護決策提供科學支持。 四、 光縴傳感技術的未來展望 盡管光縴傳感技術已經取得瞭輝煌的成就，但其發展潛力依然巨大。未來，隨著新材料、新工藝的不斷湧現，以及與人工智能、大數據等前沿技術的融閤，光縴傳感技術將朝著更智能化、更微型化、更集成化、更功能化的方嚮發展。 智能化與自診斷： 未來的光縴傳感器將具備更強的智能化能力，能夠自主進行數據分析、故障診斷和性能優化，並能與其他智能係統實現無縫對接。 微型化與納米化： 隨著微納加工技術的進步，光縴傳感器的體積將進一步縮小，能夠集成到更小的設備中，實現更高精度的局部測量。 多功能集成： 未來的光縴傳感器有望實現多種傳感功能的集成，一條光縴能夠同時測量多種物理量，進一步提升監測效率和信息豐富度。 新型傳感材料與機理： 對新型光縴材料（如摻雜光縴、特殊結構光縴）和創新傳感機理的研究，將不斷拓展光縴傳感的應用邊界，使其能夠應對更復雜、更嚴苛的測量挑戰。 總而言之，光縴傳感技術以其獨特的優勢和強大的功能，正在深刻地改變我們感知和理解物理世界的方式。它不僅是現代工業和科技發展的重要支撐，更是未來智能社會構建的關鍵賦能技術。隨著技術的不斷進步，我們有理由相信，光縴傳感技術將在更廣闊的領域，為人類的進步帶來更多驚喜與可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實很吸引人，那種略帶科技感的封麵，配上清晰的字體排版，讓人一眼就能感受到它專業而嚴謹的氣質。我個人對這類偏嚮技術應用的書籍比較挑剔，因為很多時候，理論講得天花亂墜，但實際操作起來卻處處碰壁。這本書的目錄結構非常清晰，從基礎原理到具體實現，邏輯推進得非常順暢，不像有些教材那樣東拉西扯，讓人抓不住重點。特彆是它在章節安排上，似乎特彆注重讀者的學習麯綫，不是一下子就把最難啃的骨頭扔給你，而是循序漸進地鋪墊，這對於我們這種非科班齣身，但又需要在實際工作中接觸相關技術的工程師來說，簡直是福音。那種深入淺齣的講解方式，讓人在理解復雜概念時，能找到清晰的路徑。書裏對一些關鍵技術的曆史演進也做瞭簡要迴顧，這讓我對整個領域的發展脈絡有瞭更宏觀的認識，而不是僅僅停留在當前的某個技術點上。整體感覺，這本書在內容組織和視覺呈現上，都下瞭不少功夫，讓人有種迫不及待想深入研讀的衝動。

評分☆☆☆☆☆

對於初學者而言，這本書的難度設置似乎略顯挑戰，但從專業深度來看，這恰恰是它的亮點所在。我注意到書中對某些前沿研究方嚮的探討，比如基於新型光縴材料的傳感機製，或者與人工智能技術相結閤的數據解析方法，都有所涉獵。這說明編著者並沒有將這本書定位成一本“過時的參考手冊”，而是努力保持瞭技術的先進性。對於已經在該領域工作一段時間的人來說，這些前沿內容的加入，提供瞭一個很好的“跳齣現有框架”思考問題的角度。比如，它對某些標準協議的解讀，不僅說明瞭“是什麼”，更深層次地探討瞭“為什麼是這樣設計”的底層邏輯，這種對“Why”的追問，是區分普通技術人員和高級研發人員的關鍵。盡管某些數學推導部分需要較高的數學功底纔能完全消化，但即便隻是理解其結論和應用限製，也足以讓人受益匪淺。這本書無疑是為追求技術精進的讀者準備的“進階讀物”。

評分☆☆☆☆☆

從宏觀角度看，這本書的視野並不僅限於技術本身，它還巧妙地融入瞭技術如何驅動産業升級和解決實際社會問題的思考。例如，在討論到某個測量係統在環境監測中的應用潛力時，作者不僅描述瞭如何測量，還涉及到瞭數據采集後如何與其他係統集成，以及如何滿足不同行業法規的要求。這種“技術-應用-規範”三位一體的闡述方式，讓讀者能夠清晰地看到這項技術在商業價值鏈中的位置。它幫助我把抽象的光學原理和實際的工程效益聯係起來，而不是僅僅停留在實驗室層麵的驗證。這種對技術商業化路徑的關注，對於那些期望將研究成果轉化為實際産品的工程人員來說，提供瞭寶貴的戰略參考。總而言之，這本書成功地架設瞭一座從基礎科學到工程實踐，再到産業落地的橋梁，其價值遠超一本單純的技術手冊範疇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版細節處理得相當到位，這直接影響瞭閱讀的連貫性和體驗。我尤其喜歡它在引用外部文獻和圖錶時的規範性，這體現瞭嚴謹的學術態度，也方便瞭需要進行背景調研的讀者。很多技術書籍為瞭追求篇幅和速度，常常忽略瞭索引和術語錶的重要性，但這本書在這方麵做得非常細緻。無論是公式符號的定義，還是專業術語的中英文對照，都整理得井井有條，這在查閱特定信息時，極大地節省瞭時間。此外，書中穿插的一些“專傢提示”或“注意事項”小欄目，雖然篇幅不長，但往往是點睛之筆，它們像是經驗之談的結晶，提醒讀者避開常見的陷阱。這種對細節的尊重，使得整本書讀起來非常順暢，沒有那種晦澀難懂、需要不斷迴頭查閱上下文的挫敗感。可以說，從閱讀體驗的角度來看，這本書在同類專業書籍中屬於上乘之作。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭點時間翻閱瞭其中關於信號處理和噪聲抑製的部分，感覺作者在處理實際工程問題時的那種“接地氣”的經驗是相當寶貴的。很多教科書會給齣理想化的模型和公式，但這本書明顯不一樣，它似乎更關注於如何在復雜的、充滿乾擾的環境中提取有效信息。例如，它沒有迴避光縴傳感器係統在實際部署中會遇到的環境溫度波動、電磁乾擾甚至光縴本身的非綫性效應這些“麻煩事”。作者給齣的解決方案，比如濾波算法的選取、多點校準策略的製定，都顯得非常務實，並且附帶瞭大量的圖錶和仿真結果佐證，這極大地增強瞭論述的可信度。我特彆欣賞它對不同應用場景的區分討論，比如在航空航天領域和在工業過程控製領域，對同一技術方案的側重點和優化方嚮是不同的，這本書都做瞭細緻的剖析，這錶明作者對技術的理解已經超越瞭書本知識，而是融入瞭大量的現場經驗。閱讀這些章節時，我能明顯感覺到，這不僅僅是一本知識的匯編，更像是一位資深工程師的“實戰寶典”。