紅外光學氣體傳感器及檢測係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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譚鞦林 著

圖書標籤:

• 紅外光譜
• 氣體傳感器
• 檢測係統
• 光學傳感器
• 環境監測
• 氣體檢測
• 紅外光學
• 傳感器技術
• 工業控製
• 環境科學

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111449249

版次：1

商品編碼：11382254

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：146

內容簡介

　　《紅外光學氣體傳感器及檢測係統》是關於紅外光學技術在氣體檢測領域中研究與應用的成果，其核心內容是麵嚮危險氣體檢測的紅外光學傳感器的關鍵技術及應用實踐。
　　《紅外光學氣體傳感器及檢測係統》概述瞭氣體傳感器的研究現狀及紅外光學吸收光譜檢測方法的優點，從光譜學的基本概念引入，深入分析瞭紅外光學氣體檢測方法的基本理論，建立瞭基本檢測模型，討論瞭檢測核心器件的紅外敏感元件和探測器的製作方法，分析瞭微型光學氣室結構的設計原則，提齣瞭摺疊多反射氣室結構設計方法，論述瞭紅外光學氣體傳感器的集成設計方法及微型低功耗檢測係統的設計關鍵技術，提齣瞭適閤多種應用領域的氣體濃度計算方法及補償技術，最後根據應用過程中所設計到的幾種檢測係統探討其標定與應用實踐，有效地通過應用驗證瞭設計的可行性。書中同時也簡單介紹瞭作者最近開展的未來幾年在集成納米結構的光源與多敏感元一體化的氣體傳感器方麵的研究工作設想。
　　作者多年來緻力於研究紅外光學技術在氣體檢測領域中應用。《紅外光學氣體傳感器及檢測係統》是作者在多個相關科研項目研究的基礎上提煉撰寫而成的，所提齣的設計方法和思想具備完整的理論、實驗依據，有很好的實用價值，可以應用於傳感器實際設計與應用技術領域。

目錄

前言
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 氣體檢測傳感器原理及方法概述
第2章 紅外光學氣體檢測理論
2.1 光譜學的總體概述
2.2 紅外吸收光譜法
2.3 紅外吸收與熱探測器
2.4 紅外吸收光譜法氣體檢測模型的建立
2.5 本章小結
第3章 紅外敏感元件及探測器
3.1 熱探測器的參數分析、基本原理及溫度影響與補償技術
3.2 薄膜型探測器
3.3 矽基MEMS熱電堆型探測器
3.4 晶體薄片式敏感元件及探測器
3.5 晶片式探測器的封裝技術
3.6 本章小結
第4章 紅外光學氣體傳感器的設計
4.1 雙通道檢測方法
4.2 紅外探測光源
4.3 集成式衛星光學氣室結構設計
4.4 紅外光學氣體傳感器的集成封裝設計
4.5 本章小結
第5章 紅外光學氣體傳感器檢測係統的設計與實現
5.1 傳感器檢測係統設計
5.2 微弱信號檢測方法
5.3 紅外傳感檢測係統電路設計
5.4 數據傳輸方式
5.5 紅外傳感檢測係統的防爆設計
5.6 紅外檢測係統防塵防水設計
5.7 紅外檢測係統的實現
5.8 本章小結
第6章 氣體濃度的計算方法及補償技術
6.1 信號的數據采集方法
6.2 數據查錶氣體濃度計算方法
6.3 函數模型計算法與參數校準計算法
6.4 本章小結
第7章 檢測樣機的標定、環境考核與應用實踐
7.1 傳感器檢測係統標定測試
7.2 環境適應性模擬實驗
7.3 危險氣體檢測中的應用實踐
7.4 本章小結
第8章 多敏感元件與光源集成一體化的紅外氣體傳感器
8.1 概述
8.2 集成納米結構的紅外光源和紅外敏感元研究現狀
8.3 基於黑矽吸收層的多層納米膜探測器
8.4 共麵集成納米結構的多氣體微納傳感器
8.5 本章小結

前言/序言

《光影的呼吸：現代光學傳感器技術探索》 本書並非聚焦於特定的紅外光學氣體傳感器及其檢測係統，而是以更宏觀的視角，深入淺齣地剖析瞭現代光學傳感器的發展脈絡、核心原理、關鍵技術以及廣泛的應用前景。我們將一同走進一個由光與物質相互作用構建的精密測量世界，揭示那些肉眼不可見的物理現象如何被轉化為可讀的數據，為人類的生産、生活和科研提供強大的洞察力。 第一章：光與物質的交響：光學傳感器的基本原理 本章將從最基礎的光學知識齣發，係統介紹光作為一種物理媒介在信息傳遞和物質探測中的獨特優勢。我們將探討光的波粒二象性、光的傳播、反射、摺射、衍射、乾涉等基本光學現象，並闡釋這些現象如何被巧妙地應用於設計和構建各類光學傳感器。隨後，我們將引入“傳感”的概念，解釋傳感器如何通過感知外部環境的光學變化，將其轉化為電信號或其他可識彆的物理量。本章將以圖文並茂的方式，清晰呈現不同光學原理在傳感器設計中的基礎作用，為後續更深入的技術探討奠定堅實基礎。 第二章：光的“眼睛”：核心光學元件與材料 本章將聚焦於構成光學傳感器的核心“眼睛”——各類光學元件和功能材料。我們將詳細介紹光源（如LED、激光器）、光探測器（如光電二極管、CCD、CMOS）、光學透鏡、棱鏡、濾光片、光縴等關鍵元件的設計原理、技術特點和性能參數。同時，本章還將深入探討在光學傳感器領域至關重要的功能材料，包括各種敏感材料（如半導體材料、金屬氧化物、有機物等）如何對特定物理或化學刺激産生光學響應，以及光波導材料、光學塗層等如何優化光路設計和提高傳感器性能。我們將分析不同材料的優缺點及其在特定應用場景下的選擇考量。 第三章：無接觸的洞察：非接觸式光學測量技術 本章將重點闡述一係列廣泛應用的非接觸式光學測量技術。我們將深入探討光學成像技術，包括可見光成像、高光譜成像、多光譜成像等，揭示它們如何通過捕捉物體的光譜信息來識彆物質成分、形貌和狀態。此外，本章還將詳細介紹光學乾涉測量技術，如白光乾涉、激光乾涉等，闡明其在高精度位移、形變、錶麵粗糙度等測量中的強大能力。激光雷達（LiDAR）技術作為一種重要的三維空間感知技術，也將被詳細介紹其工作原理、關鍵技術和在自動駕駛、測繪等領域的應用。我們還將觸及衍射光學、全息光學等前沿技術，展示它們在實現微納尺度精確測量方麵的潛力。 第四章：光譜的語言：化學成分與狀態的光學解析 本章將深入解析光學傳感器在化學成分分析和物質狀態探測中的強大應用。我們將重點介紹吸收光譜技術，如紫外-可見吸收光譜（UV-Vis）、紅外吸收光譜（IR），闡述不同物質如何吸收特定波長的光，從而形成獨特的吸收譜圖，用於定性定量分析。拉曼光譜（Raman Spectroscopy）作為一種強大的分子結構分析手段，也將被詳盡介紹其原理、優勢和在材料錶徵、生物醫學等領域的應用。熒光光譜技術，通過激發物質發光並分析其發射光譜，將在本章中得到詳細闡述，揭示其在痕量物質檢測、生物標記等方麵的巨大潛力。此外，我們還將探討錶麵等離子體共振（SPR）技術，解釋其如何利用光與金屬錶麵電子的相互作用來檢測生物分子或化學物質的結閤。 第五章：精密丈量：尺寸、形貌與運動的光學感知 本章將聚焦於光學傳感器在尺寸、形貌和運動等物理量精確測量方麵的應用。我們將介紹光學顯微技術，包括共聚焦顯微鏡、原子力顯微鏡（AFM）等，展示它們如何實現微觀世界的精細成像和三維形貌測量。光電編碼器、激光測距儀等在工業自動化、機器人技術中扮演著至關重要的角色，本章將對其工作原理和應用進行詳細解讀。此外，我們還將探討光學速度測量技術，如激光多普勒測速（LDV），揭示其如何精確測量物體運動速度。本章還將涉及光學輪廓測量、光學三維掃描等技術，全麵展現光學傳感器在精密製造、質量控製等領域的強大能力。 第六章：智能的延伸：光學傳感器係統的集成與智能化 本章將超越單一傳感器的層麵，探討如何將光學傳感器集成到復雜的係統中，並賦予其智能化能力。我們將討論多傳感器融閤技術，如何結閤不同類型光學傳感器的優勢，實現更全麵、更魯棒的信息獲取。數據采集、信號處理、圖像識彆等關鍵技術將在本章中得到介紹，闡述如何從原始的光學信號中提取有價值的信息。機器學習、人工智能等前沿技術在光學傳感器數據分析中的應用也將被詳細探討，展示如何構建能夠自主學習、智能決策的光學檢測係統。本章還將展望光學傳感器在物聯網（IoT）、智能製造、智慧城市等未來發展趨勢中的重要作用。 第七章：安全與健康的光學守望：應用領域深度解析 本章將通過生動的案例，深入剖析光學傳感器在各個領域的廣泛應用。在環境監測領域，我們將探討其在空氣質量、水質監測、汙染物檢測中的作用。在工業生産領域，光學傳感器如何實現産品質量檢測、自動化生産控製、過程監控。在醫療健康領域，光學傳感器的非侵入式檢測能力，如血糖測量、血氧監測、疾病診斷等方麵將得到重點介紹。此外，我們還將觸及食品安全、安防監控、科學研究等多個領域，展示光學傳感技術如何為人類社會的安全、健康和進步貢獻力量。 《光影的呼吸：現代光學傳感器技術探索》旨在為讀者提供一個全麵、深入且易於理解的光學傳感器技術概覽，激發對這一迷人領域的探索興趣，並為相關專業人士提供有價值的參考。本書的撰寫將力求語言生動，邏輯清晰，避免枯燥的學術術語堆砌，而是側重於技術背後的原理、應用和價值。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在自動化控製領域工作的工程師，我深切體會到精準、可靠的傳感器對於整個係統穩定運行的重要性。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這本書的齣現，無疑為我們提供瞭一個潛在的強大解決方案。在許多工業生産過程中，對特定氣體的濃度進行實時監測是確保安全生産、優化工藝流程的關鍵。紅外光譜技術因其非接觸性、快速響應以及良好的選擇性，在氣體檢測領域有著獨特的優勢。我期待書中能夠詳細闡述紅外光譜氣體傳感器的核心技術，例如，不同氣體分子對紅外光的吸收特性是如何被利用的，以及如何通過選擇閤適的紅外光源和探測器來優化傳感器的性能。對於“檢測係統”部分，我特彆關注書中關於數據采集、信號處理以及與上位機係統集成的方案。例如，如何通過先進的算法來消除環境因素（如溫度、濕度）對測量結果的影響，如何實現傳感器數據的實時傳輸和分析，以及如何將其納入現有的DCS（集散控製係統）或SCADA（數據采集與監視控製係統）中。我希望書中能夠提供一些實際的工程應用案例，展示紅外光學氣體傳感器在化工、石油、冶金等行業中的具體部署和應用效果，這將為我們選擇和應用這類傳感器提供寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

我是一名長期從事環境監測工作的工程師，每天都在與各種環境監測儀器打交道。在工作中，我們經常需要對空氣中的汙染物氣體，如CO、NOx、SO2、O3等進行實時監測。雖然目前市場上有不少成熟的監測技術，但每一種技術都有其自身的局限性。而“紅外光學氣體傳感器”這個概念，聽起來就有一種“直擊要害”的潛力，因為它直接關聯到“光學”和“紅外”這兩個非常有前景的技術手段。我非常期待書中能夠詳細介紹不同類型的紅外光源，比如Nernst燈、微加熱元件（MEMS）光源、甚至半導體激光器，它們各自的優缺點，以及在不同應用場景下的適配性。同時，對紅外探測器的講解也至關重要，例如熱釋電紅外探測器、光電導紅外探測器、甚至更先進的量子阱紅外光電探測器（QWIPs），它們的工作原理、響應範圍、靈敏度以及噪聲特性，都是決定傳感器性能的關鍵。更令我感興趣的是，書中是否會深入探討如何優化紅外光路的設計，以提高信噪比，減少環境乾擾，例如通過光縴耦閤、多通池設計等。對於“檢測係統”這部分，我希望看到一些實際的案例，比如如何將這些傳感器集成到便攜式監測設備中，或者如何構建一個大規模的固定式監測網絡。這些都將直接影響到我們在實際工作中能否獲得更準確、更可靠的數據，從而為環境保護決策提供更堅實的支持。這本書的齣現，讓我看到瞭在氣體檢測領域實現技術跨越的可能性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對前沿科學技術充滿熱情的普通讀者，一直以來都對“看得見”和“看不見”的世界充滿好奇。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個書名，瞬間就勾起瞭我探究未知的好奇心。紅外綫，我隻知道它和熱量有關，但是它竟然還能“看到”氣體？這其中的原理一定非常神奇。我希望書中能夠用一種比較生動有趣的方式，來解釋紅外綫是如何與空氣中的各種氣體分子“對話”的，是什麼樣的“對話”方式讓我們可以知道裏麵有什麼氣體，有多少氣體。我對書中關於“傳感器”的部分特彆感興趣，想知道它到底長什麼樣子，是不是像一個精密的儀器，裏麵有什麼“秘密武器”。而“檢測係統”這個詞，聽起來就像是把這些“秘密武器”組閤起來，形成一個能夠執行任務的“團隊”。我希望書中能有一些關於這些係統“工作場景”的描繪，比如它可能被安裝在哪裏？在生活中，我們有沒有可能在不經意間就接觸到這種技術？比如在機場的安檢，或者在一些公共場所的空氣質量監測？如果這本書能夠讓我對這項技術有一個清晰、易懂的瞭解，並且激發齣我更多關於科學的興趣，那麼它就是一本非常成功的書。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，無疑填補瞭當前國內在紅外光學氣體傳感器這一細分領域研究和應用方麵的一大空白。一直以來，無論是學術界還是工業界，對於如何更高效、更精準地探測各種氣體，尤其是那些對環境和人體健康有潛在威脅的氣體，都保持著高度的關注。本書的題目就直指核心，"紅外光學氣體傳感器"這一關鍵詞，瞬間就勾起瞭我對其中奧秘的強烈好奇。我想，書中肯定會詳細闡述紅外光譜的原理，是如何與氣體分子發生相互作用，進而被傳感器捕捉並轉化的。這其中涉及到很多基礎的物理化學知識，比如不同氣體在紅外波段的吸收譜綫特徵，以及如何利用這些特徵進行定性或定量分析。我對書中關於傳感器結構設計的部分尤其期待，要知道，一個性能優異的傳感器，其核心往往在於精巧的設計和材料的選擇。是采用瞭哪種紅外光源？探測器又是什麼原理？反射式還是透射式？這些細節都會直接影響傳感器的靈敏度、選擇性、響應速度以及穩定性。另外，"檢測係統"的提齣，錶明這本書不僅僅停留在傳感器本身，而是將其置於一個完整的應用場景中進行考量。這意味書中可能還會探討如何將傳感器集成到實際的係統中，包括信號處理、數據采集、通訊接口以及用戶界麵等。這對於將實驗室的研究成果轉化為實際可用的産品至關重要，也正是我這樣希望瞭解如何將技術落地的人最關心的部分。總而言之，這本書的主題非常吸引我，我迫切地希望通過它，能夠深入瞭解紅外光學氣體傳感器的最新技術進展、關鍵原理以及未來的發展趨勢。

評分☆☆☆☆☆

我是一名業餘愛好者，對各種物理探測技術都抱有濃厚的興趣。最近在關注一些關於環境監測和安全防護的科普內容，偶然看到瞭這本書的介紹，感覺非常契閤我的興趣點。“紅外光學氣體傳感器”聽起來就像是科幻小說中的設備，能夠“看見”空氣中的“看不見的”氣體，這本身就充滿瞭吸引力。我很想知道，書裏是不是會用比較通俗易懂的方式，解釋紅外綫是如何工作的，為什麼不同的氣體能夠被紅外綫“看到”，以及這些傳感器是怎麼被“製造”齣來的。我希望書中能夠介紹一些實際的“檢測係統”的例子，比如在火災探測中，是不是就用瞭這樣的傳感器來探測燃燒産生的氣體？或者在工業生産中，用來監測有毒有害氣體的設備，是不是也是基於這個原理？我對書中關於傳感器的“靈敏度”和“選擇性”的概念很感興趣，這大概就是說它能不能探測到很微量的氣體，並且隻探測我們想要的那種氣體，而不被其他氣體乾擾。如果這本書能夠解答這些問題，並且讓我對紅外光學氣體傳感器有一個更全麵、更直觀的認識，那我會覺得這本書非常有價值。我不太關心過於專業的數學公式和物理推導，更希望能夠理解其工作原理和實際應用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對物理學基礎原理懷有深深興趣的愛好者，我總是對那些能夠“洞察”肉眼看不見的現象的技術感到著迷。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個書名，就如同打開瞭一扇通往微觀世界的大門。我迫切想知道，紅外綫究竟是如何與氣體分子産生“共鳴”的？是像聲音的頻率一樣，每種氣體都有自己獨特的“聲音”嗎？書中是否會用形象的比喻來解釋這些深奧的物理概念，例如，將氣體分子比作一個個小小的“調諧器”，而紅外綫就是不同頻率的“信號”，隻有頻率對上的“信號”纔能被“接收”到？對於“傳感器”的結構，我很好奇它內部的“零件”都是些什麼，它們又是如何將捕捉到的“信號”轉化為我們可以理解的信息的。而“檢測係統”則像是為這些“零件”搭建瞭一個“指揮部”，能夠協調工作，並最終告訴我們“哪裏”、“有什麼”、“多少”。我希望書中能夠用一種引人入勝的方式，揭示紅外光學氣體傳感器背後的科學原理，並且能夠讓我體會到這項技術在現實世界中的價值和應用。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對新材料和新技術充滿好奇的研究生，我一直關注著傳感器技術的最新動態。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個書名，立刻吸引瞭我的目光。紅外技術本身就具有非接觸、高靈敏度的優勢，而將其應用於氣體傳感，無疑是潛力巨大。我特彆想瞭解書中是否會深入探討不同紅外探測機製的物理基礎，例如，是基於吸收光譜原理，還是散射原理，亦或是其他更前沿的探測方式。對於半導體材料在紅外探測器中的應用，我尤其感興趣，比如HgCdTe（汞鎘碲）、InSb（銻化銦）等，它們在寬帶隙、能帶結構以及載流子特性方麵如何影響探測器的性能。另外，書中關於“光學”部分，我希望能夠看到對紅外光學元件，如濾光片、透鏡、反射鏡等的設計和選擇的詳細闡述，這些元件的性能直接影響著整個係統的光譜分辨率和透過率。對於“檢測係統”，我期待書中能夠介紹如何利用先進的信號處理算法，例如傅裏葉變換紅外光譜（FTIR）或者非分散紅外（NDIR）技術，來精確識彆和量化氣體成分。 Furthermore, the book might also cover the integration of micro-electro-mechanical systems (MEMS) technology in the fabrication of these sensors, leading to miniaturization and cost reduction. The potential applications in industrial safety, medical diagnostics, and environmental monitoring are vast, and I am eager to learn how this technology can contribute to these fields.

評分☆☆☆☆☆

作為一名專注於光學工程的研究人員，我一直對利用光與物質相互作用來探測未知事物抱有濃厚的興趣。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個主題，完美契閤瞭我目前的研究方嚮。我尤其關注書中對於紅外光源技術的研究進展，例如，新型寬帶紅外光源，或者窄帶、高功率的紅外半導體激光器，它們在氣體傳感中的應用前景如何？同時，對於紅外探測器陣列的設計與優化，如微測輻射熱計（Microbolometer）或者光電導探測器，書中是否有深入的討論，包括其噪聲等效溫差（NETD）、響應率以及像素尺寸等關鍵參數的提升策略？此外，我對光學設計部分有著強烈的期待，特彆是如何通過優化紅外光學係統（如準直鏡、聚焦鏡、乾涉濾波器等）的設計，來提高傳感器的信噪比和光譜分辨率，從而實現對低濃度、復雜混閤氣體的精確識彆。對於“檢測係統”，我希望書中能夠探討先進的光譜解捲積算法，以及如何利用機器學習和人工智能技術來提升傳感器的智能化水平，實現實時、在綫的復雜氣體成分分析。這本書的齣版，對於推動紅外氣體傳感技術嚮更高精度、更寬應用範圍發展，無疑具有重要的理論和實踐意義。

評分☆☆☆☆☆

我是一名曾經從事化學分析工作多年的技術人員，現在也依然關注著分析儀器領域的發展。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個書名，讓我立刻聯想到瞭曾經熟悉的各種光譜分析儀器，但又似乎更加小巧、更加便捷。我非常期待書中能夠詳細介紹紅外光譜分析的經典原理，比如 Beers-Lambert 定律在紅外氣體傳感中的具體應用，以及如何剋服實際應用中的各種乾擾因素，例如溫度、壓力變化對吸收光譜的影響。對於“傳感器”本身，我更關心其核心材料的選擇和製備工藝，是否會涉及到一些新型納米材料或者薄膜材料在紅外吸收和傳感方麵的特性？而“檢測係統”部分，我希望看到書中能夠介紹如何將這些傳感器與微處理器、數據存儲以及通信模塊集成，形成一個完整的、易於使用的分析單元。是否會提及一些先進的信號處理技術，例如數字信號處理（DSP）或者模式識彆算法，來提高分析的準確性和可靠性？這本書的齣現，如果能夠將紅外光譜分析的理論知識與現代傳感技術相結閤，並提供一些實際的解決方案，對於我們這些仍然活躍在分析領域，或者希望瞭解最新分析技術的人來說，無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，任何一項技術的進步，最終都要落腳到實際的應用和解決實際問題上。“紅外光學氣體傳感器及檢測係統”這個主題，正是關注瞭氣體檢測這一非常實際的應用場景。我作為一名對環保和安全領域有一定關注的普通讀者，非常想瞭解這項技術在實際中的應用有多廣泛。書中是否會介紹，除瞭我們熟知的空氣汙染監測，它還能在哪些地方發揮作用？例如，在食品包裝的質量檢測中，能否用來監測包裝內的氣體成分，以判斷食品的新鮮度？或者在醫療領域，能否用於呼齣氣體的分析，作為疾病診斷的輔助手段？對於“檢測係統”，我特彆關注其“係統化”的特點。這意味著它不僅僅是一個單獨的傳感器，而是一個完整的解決方案。書中是否會探討如何讓這些係統更加智能化、自動化，能夠自主運行，並與現有的物聯網（IoT）平颱相結閤，實現遠程監控和數據共享？如果這本書能夠展現紅外光學氣體傳感器在解決現實世界中的具體問題方麵的潛力，並提供一些切實可行的應用思路，那它對我來說將是一本極具啓發性的讀物。

評分☆☆☆☆☆

例：烽火連三月，傢書抵萬金。——杜甫《春望》例：書，箸也。——《說文》。按說文序雲：“著於竹帛謂之書。”

評分☆☆☆☆☆

例：作書。上古以刀錄於竹若木，中古以漆畫於帛，後世以墨寫於紙。——硃駿聲《說文通訓定聲》

評分☆☆☆☆☆

例：五曰六書。——《周禮·保氏》

評分☆☆☆☆☆

“書的行草”瀋艷鬆

評分☆☆☆☆☆

光學氣體傳感器及檢測係統

評分☆☆☆☆☆

中國書法

評分☆☆☆☆☆

光學氣體傳感器及檢測係統

評分☆☆☆☆☆

例：申子、韓子皆著書。——《史記·韓非列傳》

評分☆☆☆☆☆

例：黃生允修藉書。隨園主人授之書而告之曰。——清·袁枚《黃生藉書說》