激光甲烷傳感器相關理論及其檢測方法研究 電子與通信 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• 激光技術
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• 光譜學
• 氣體檢測
• 環境監測
• 光學傳感器
• 科研論文

店鋪： 蔚藍書店

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560645995

商品編碼：29727365352

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	激光甲烷傳感器相關理論及其檢測方法研究 電子與通信 書籍
作者：	樊榮，侯媛彬，郭清華著
定價：	30.0
齣版社：	西安電子科技大學齣版社
齣版日期：
ISBN：	9787560645995
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開本：	大32開

內容簡介

本書主要研究煤礦生産環境下激光檢測甲烷的相關理論及其方法，內容包括：研究背景及甲烷吸收光譜理論基礎，激光器溫度控製算法及諧波信號檢測設計，溫度、壓力對測量的影響分析及補償，基於專傢係統的溫度突變控製方法，多點檢測復用及其貝頁斯融閤算法，實驗測試及現場應用

《光電傳感技術基礎與應用》 內容簡介 本書深入淺齣地介紹瞭光電傳感技術的基礎理論、關鍵原理以及在現代工業、科學研究和日常生活中的廣泛應用。作為一本麵嚮電子、通信、自動化、光學工程等相關專業學生及從業人員的綜閤性教材，本書旨在構建讀者對光電傳感領域的係統性認知，掌握核心技術，並能將其應用於實際問題解決。 第一部分：光電傳感技術基礎 本部分將係統性地闡述光電傳感器的基本構成、工作原理以及分類方法。 第一章：光電傳感器的基本概念與分類 1.1 什麼是光電傳感器？ 詳細解釋光電傳感器作為一種能夠將光信號轉換為電信號的器件的定義，強調其在信息獲取與傳遞中的核心作用。 1.2 光電傳感器的基本組成 剖析光電傳感器通常包含的光學元件（如透鏡、濾光片）、光電轉換元件（如光電二極管、光電三極管、CCD、CMOS等）以及信號處理電路等核心部分，並解釋各部分的功能。 1.3 光電傳感器的分類方法 從不同維度對光電傳感器進行分類，包括： 按工作原理分類： 光電導效應、光生伏特效應、光電倍增效應、光電發射效應等。 按輸齣信號類型分類： 模擬輸齣型、數字輸齣型、脈衝輸齣型等。 按結構和功能分類： 光電二極管、光電三極管、光敏電阻、光電耦閤器、圖像傳感器（CCD/CMOS）、光學編碼器、光縴傳感器等。 按響應波長範圍分類： 可見光傳感器、紅外傳感器、紫外傳感器等。 1.4 光電傳感器的主要性能參數 詳細講解光電傳感器的關鍵性能指標，如靈敏度、響應時間、動態範圍、信噪比、量子效率、光譜響應、檢測閾值、穩定性、可靠性等，並闡述這些參數對傳感器選擇和應用的重要性。 第二章：光與物質的相互作用 2.1 光的本質與性質 迴顧光的波動性與粒子性，介紹光的波長、頻率、能量、光子等基本概念。 2.2 光的吸收、反射與透射 深入分析光與物質相互作用的基本現象，包括： 吸收： 介紹物質對不同波長光的選擇性吸收特性，以及其在光譜分析中的應用。 反射： 區分鏡麵反射與漫反射，探討錶麵粗糙度、材料摺射率對反射特性的影響。 透射： 分析光的穿透性，講解介質的摺射率、厚度對透射光強度的影響。 2.3 光的散射與衍射 介紹光散射的各種形式（瑞利散射、米氏散射等）及其在粒子檢測、大氣監測中的應用；解釋光的衍射現象，為光學成像和分辨率分析奠定基礎。 2.4 光電轉換效應 詳細介紹幾種主要的將光信號轉換為電信號的物理效應，為後續章節的光電器件介紹做鋪墊： 光電導效應： 闡述半導體材料在光照下導電性增強的原理，以光敏電阻為例進行分析。 光生伏特效應： 講解PN結在光照下産生電壓和電流的原理，以光電二極管為例進行分析。 光電發射效應： 介紹光激發電子從物質錶麵逸齣的現象，涉及光電倍增管等器件。 第三章：典型光電器件的工作原理 3.1 光電二極管（Photodiode） 3.1.1 PN結光電二極管： 深入分析其結構、工作偏置（零偏、反偏、正偏）下的伏安特性，以及在光照下的工作模式（光電導模式、蓋革模式）。 3.1.2 PIN光電二極管： 介紹其結構特點（本徵層）以及相對於PN結光電二極管的優勢（響應速度快、漏電流小）。 3.1.3 雪崩光電二極管（APD）： 講解其工作在高電場下的雪崩倍增機製，實現高靈敏度探測。 3.1.4 光電二極管的應用： 總結在光通信、光檢測、測量儀器中的應用。 3.2 光電三極管（Phototransistor） 3.2.1 光控開關： 介紹其將光信號轉換為電流信號，並具有放大作用的特點。 3.2.2 結構與工作原理： 分析其與普通三極管的異同，特彆是基極接收光照的工作方式。 3.2.3 應用： 探討其在光開關、光編碼器、遙控接收等方麵的應用。 3.3 光敏電阻（Photoresistor） 3.3.1 工作原理： 詳細闡述其阻值隨光照強度變化的特性，介紹CdS、CdSe等常用光敏材料。 3.3.2 性能特點： 分析其靈敏度高、成本低廉的優點，以及響應速度相對較慢的局限性。 3.3.3 應用： 介紹在光控開關、亮度檢測、自動照明等簡單應用中的優勢。 3.4 光電耦閤器（Optocoupler） 3.4.1 隔離與傳輸： 強調其利用光信號實現輸入輸齣端電氣隔離的功能，以提高係統的抗乾擾能力和安全性。 3.4.2 結構與工作原理： 剖析其由發光器件（LED）和光敏器件（光電二極管、光電三極管、光控晶閘管等）組成，通過光信號進行信息傳遞。 3.4.3 主要參數與選型： 介紹隔離電壓、傳輸比、耦閤電容等關鍵參數，並給齣選型指導。 3.4.4 應用： 廣泛應用於電源隔離、信號耦閤、開關量隔離等場景。 第四章：圖像傳感器技術 4.1 CCD（Charge-Coupled Device）圖像傳感器 4.1.1 工作原理： 深入剖析電荷耦閤機製，包括光電轉換、電荷收集、電荷轉移、輸齣放大等過程。 4.1.2 CCD結構與類型： 介紹幀轉移型、行轉移型、麵陣CCD等結構，以及彩色CCD的工作原理。 4.1.3 性能特點與應用： 分析其高靈敏度、低噪聲、高分辨率的優點，以及在科學成像、廣播電視、醫療影像等領域的應用。 4.2 CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）圖像傳感器 4.2.1 工作原理： 介紹其像素級光電轉換與信號讀齣的方式，強調其集成度高、功耗低的優勢。 4.2.2 CMOS結構與類型： 探討有源像素傳感器（APS）的工作原理，以及CMOS圖像傳感器的發展趨勢。 4.2.3 性能特點與應用： 分析其高集成度、低功耗、低成本的特點，以及在數碼相機、手機攝像頭、安防監控等領域的廣泛應用。 4.3 CCD與CMOS的比較 從成像質量、速度、功耗、成本、集成度等方麵對比兩者的優劣，分析各自的應用領域。 第二部分：光電傳感器的應用技術 本部分將聚焦光電傳感器在不同領域的實際應用，並探討相關的信號處理與集成技術。 第五章：光電傳感器的信號處理與接口技術 5.1 模擬信號處理 5.1.1 放大電路： 介紹跨阻放大器（TIA）、儀錶放大器等用於增強光電信號的電路。 5.1.2 濾波電路： 講解低通、高通、帶通濾波器在去除噪聲、提取有用信號中的作用。 5.1.3 信號調理： 介紹偏置、限幅、限流等信號預處理技術。 5.2 數字信號處理 5.2.1 ADC（模數轉換器）： 講解不同類型的ADC（逐次逼近型、Σ-Δ型等）在將模擬信號轉化為數字信號中的作用。 5.2.2 數字濾波與算法： 介紹數字域的濾波技術、峰值檢測、閾值判決等常用算法。 5.2.3 MCU（微控製器）接口： 講解光電傳感器與單片機、嵌入式係統的接口方式，如GPIO、I2C、SPI等。 5.3 通信接口技術 5.3.1 串行通信： 介紹RS-232、RS-485等接口在傳感器數據傳輸中的應用。 5.3.2 並行通信： 簡述傳統並行接口的特點。 5.3.3 總綫技術： 介紹USB、Ethernet等現代通信總綫在傳感器網絡中的應用。 第六章：工業自動化中的光電傳感應用 6.1 位移與距離測量 6.1.1 光電測距傳感器： 介紹三角測量法、時間飛行法（TOF）等原理。 6.1.2 光電編碼器： 講解其在測量鏇轉角度、直綫位移中的應用，包括增量式和絕對式編碼器。 6.1.3 激光測距儀： 介紹基於激光的精確測距技術。 6.2 物體檢測與識彆 6.2.1 光電開關： 講解其通過遮擋或反射檢測物體存在與否。 6.2.2 色彩傳感器： 介紹其識彆顔色的原理與應用，如産品質量檢測、分揀。 6.2.3 圖像識彆與機器視覺： 結閤圖像傳感器，介紹其在産品缺陷檢測、尺寸測量、定位引導等方麵的應用。 6.3 液位、液麵檢測 6.3.1 光電式液位傳感器： 介紹其利用光的全反射原理檢測液位。 6.3.2 浮子式光電開關： 結閤浮子和光電開關實現液位報警。 6.4 計數與速度測量 6.4.1 光柵尺： 介紹其在精確位移和速度測量中的應用。 6.4.2 測速輪與光電傳感器： 結閤鏇轉部件實現速度測量。 第七章：通信係統中的光電傳感應用 7.1 光縴通信中的光電器件 7.1.1 光電探測器： 重點介紹PIN二極管、APD在接收光信號中的作用，分析其性能對通信速率的影響。 7.1.2 光調製器： 介紹電光效應、聲光效應在調製光信號中的應用。 7.2 光通信係統組成與原理 7.2.1 光發送端： 介紹激光器、LED作為光源，以及調製電路。 7.2.2 光傳輸介質： 簡述光縴的傳輸特性。 7.2.3 光接收端： 講解光電探測器、放大電路、解調電路。 7.3 光信號檢測與監測 7.3.1 光功率計： 介紹其測量光信號強度，用於係統調試和故障診斷。 7.3.2 光譜分析儀： 介紹其分析光信號的頻譜特性，用於信號質量評估。 第八章：其他領域的應用與發展趨勢 8.1 醫療健康領域 8.1.1 生理參數監測： 介紹血氧儀（脈搏血氧飽和度）、心率傳感器等。 8.1.2 醫學影像： 結閤CCD/CMOS，介紹內窺鏡、X射綫探測器等。 8.1.3 血糖、血紅蛋白等生化檢測： 探討基於光譜分析的光電傳感方法。 8.2 科學研究領域 8.2.1 粒子探測： 介紹閃爍探測器、切倫科夫探測器等。 8.2.2 天文觀測： 介紹高性能CCD/CMOS在天文望遠鏡中的應用。 8.2.3 生態環境監測： 介紹遙感技術、氣體傳感器等。 8.3 智能交通與車載應用 8.3.1 交通流量監測： 介紹紅外、激光傳感器在車流量檢測中的應用。 8.3.2 自動駕駛輔助係統： 介紹激光雷達（LiDAR）、攝像頭、毫米波雷達等傳感器在環境感知中的作用。 8.4 未來發展趨勢 8.4.1 微型化與集成化： 探討MEMS技術與光電傳感器結閤的發展。 8.4.2 智能化與自適應化： 介紹具有自主學習和決策能力的傳感器。 8.4.3 新型材料與器件： 展望有機光電器件、量子點傳感器等。 8.4.4 傳感器網絡與物聯網（IoT）： 探討光電傳感器在構建大規模智能感知網絡中的作用。 參考文獻 本書在編寫過程中參考瞭國內外大量相關的學術期刊、科技論文、專著及技術標準，並在每章末尾列齣部分主要參考文獻，以供讀者進一步深入學習。 附錄 常用光電器件的技術參數錶 光電傳感器選型指南 相關術語解釋 本書力求從理論到實踐，從基礎到前沿，全麵展現光電傳感技術的魅力與價值，幫助讀者構建堅實的知識體係，並為未來的學習與工作提供有益的指導。

評分☆☆☆☆☆

從一個更宏觀的視角來看，激光甲烷檢測技術是能源安全和環境保護的關鍵技術之一。因此，我非常關注這本書在技術路綫對比中所體現齣的行業洞察力。市麵上的甲烷檢測技術五花八門，從傳統的電化學傳感器到後來的MEMS技術，再到如今的激光技術，各有韆鞦。這本書如果能為讀者提供一個清晰的“技術地圖”，詳細對比激光技術相對於其他主流技術的革命性優勢——比如非接觸式測量、超長距離探測能力——並分析當前激光技術在商業化普及過程中遇到的核心瓶頸（比如激光器的壽命和成本），那就更有價值瞭。我希望它能指齣未來幾年內，哪些理論突破或工程創新將推動這一領域進入一個全新的階段。這本書如果能對國傢或國際標準中對甲烷氣體分析儀器的要求有所涉及，並指導讀者如何設計齣滿足這些苛刻標準的儀器，那它的實用價值就不僅限於學術探討，而是直接賦能於産業升級瞭。

評分☆☆☆☆☆

對於一本技術專著，排版和圖錶的質量往往是衡量其專業度的隱形標準。我猜測這本書的插圖和公式的清晰度一定非常高。在涉及復雜的電路原理圖、光路結構圖，以及大量的數學公式推導時，任何模糊不清的錶示都會嚴重阻礙讀者的理解進程。我尤其期待看到在介紹“檢測方法”時，如果是涉及光路搭建或儀器框架的描述，圖示應該具備極高的三維立體感和細節層次。另外，我關注的另一個點是書中的參考文獻的權威性和新穎程度。如果作者能夠引用最新的頂級期刊論文，尤其是近兩年內發錶的前沿成果，說明這本書的知識體係是與時俱進的，而不是陳舊的文獻堆砌。這本書如果能像一本高質量的科研報告那樣，邏輯嚴密、論證充分、圖錶精美，那麼即使是初次接觸該領域的讀者，也能從中獲得一個係統而深入的知識框架，從而快速進入到這個充滿挑戰和機遇的研究領域。

評分☆☆☆☆☆

這本《激光甲烷傳感器相關理論及其檢測方法研究》光是書名就透著一股子硬核科研氣息，雖然我手裏沒有實物，但光從這個標題就能想象到它一定是本乾貨滿滿的專業書籍。我最近在研究環境監測技術，尤其關注氣體傳感器的發展，所以對這種聚焦於特定技術領域深入剖析的著作非常感興趣。我猜這本書的讀者群體應該主要是高校的研究生、相關領域的工程師，或者就是對光電傳感、光譜分析有濃厚興趣的技術發燒友。從“相關理論”這四個字來看，作者必然不會停留在簡單的應用層麵，而是會深入到激光物理、分子光譜學、信號處理等基礎科學領域去闡述甲烷分子如何與特定波長的激光發生相互作用，以及如何精確地提取這些微弱的信號。它恐怕會用大量的數學模型和實驗數據來支撐其觀點，對於初學者來說可能有些門檻，但對於想紮實掌握激光甲烷檢測核心技術的專業人士來說，這無疑是一本必備的工具書。我期待它能詳盡地介紹當前主流的幾種激光檢測技術路綫，比如TDLAS（調諧二極管激光吸收光譜）的具體實現細節，包括腔體設計、波長鎖定技術等等，這些都是決定傳感器性能的關鍵要素。

評分☆☆☆☆☆

說實話，光看名字，這本書給人的感覺就是非常“硬核”和“學術範兒”。這類書籍的價值往往體現在它對基礎物理原理的闡述是否嚴謹和透徹。對於激光光譜學而言，吸收綫的綫型函數、多普勒展寬、洛倫茲展寬的精確計算，以及如何根據這些理論來設計最優的激光波長和調製深度，是決定最終檢測精度的核心。我推測這本書的作者一定在這個領域有深厚的積纍，能夠將這些復雜的物理現象用清晰的邏輯和嚴密的推導呈現齣來。如果書中能配有精美的、能夠直觀展示分子能級躍遷和激光相互作用過程的圖示，那將極大地幫助讀者理解那些抽象的數學公式背後的物理實在。此外，一個優秀的理論研究也必須具備一定的可驗證性。我希望書中不僅僅停留在理論推導，而是能結閤一些高精度的實驗數據，比如對比不同溫度和壓力下吸收光譜的變化趨勢，這樣纔能讓讀者相信其理論模型的可靠性，並能將其成功地遷移應用到新的實驗設計中去。

評分☆☆☆☆☆

我對這類技術專著的評價標準，很大程度上取決於它對“檢測方法”的闡述是否具有前瞻性和實用性。如果這本書僅僅是羅列瞭已有的商業化産品的工作原理，那它的價值就會大打摺扣。我更希望看到的是作者在麵對實際復雜環境，比如高濕、高溫、塵埃乾擾下的信號衰減和漂移問題時，能提齣創新的、行之有效的算法和軟硬件解決方案。比如，如何利用先進的機器學習方法來區分目標氣體信號和環境噪聲，構建更魯棒（Robust）的檢測係統。畢竟，理論的完美和實際部署的難度之間往往存在巨大的鴻溝。這本書如果能清晰地梳理齣不同檢測方法在靈敏度、選擇性、響應時間以及成本效益上的優劣對比，並附帶一些典型的案例分析或者仿真結果，那它就成功地從一本教科書升華為一本實用的工程手冊。我特彆期待能看到一些關於小型化、低功耗化，乃至便攜式甲烷檢測儀設計方麵的深入探討，因為這直接關係到未來的現場應急響應和可穿戴設備的發展方嚮。