電力光縴傳感技術及其工程應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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郭經紅 等 著

圖書標籤:

• 電力係統
• 光縴傳感
• 傳感技術
• 工程應用
• 電力監測
• 智能電網
• 光縴通信
• 電力工程
• 新型傳感
• 電力安全

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030501004

版次：1

商品編碼：11994353

包裝：平裝

開本：32開

齣版時間：2016-10-01

用紙：膠版紙

頁數：192

正文語種：中文

內容簡介

　　《電力光縴傳感技術及其工程應用》緊跟全球能源互聯網發展趨勢，簡述光縴傳感器的基本機理，強調光縴傳感器的工程應用問題，重點介紹電力行業中電力開關櫃、變壓器、電抗器、刀閘開關、絕緣子、輸電綫路、電力通信光纜等健康監測常用的光縴傳感器，如分布式光縴傳感器、光縴光柵傳感器等，以及智能變電站建設中必不可少的全光縴電流互感器等。
　　本書可作為電力工程技術人員和從事光電子技術研究以及光縴傳感器開發相應人員的培訓教材和參考書。

目錄

前言
第1章 智能電網簡介
1.1 智能電網概述
1.1.1 傳統電網與智能電網
1.1.2 智能電網的定義與技術特徵
1.1.3 智能電網與能源互聯網的國外發展現狀
1.2 我國堅強智能電網的發展與實踐
1.2.1 堅強智能電網的基本內涵
1.2.2 堅強智能電網的發展目標和發展方嚮
1.2.3 堅強智能電網各個環節的建設實踐
1.2.4 能源互聯網的發展趨勢
1.3 麵嚮智能電網應用的智能感

《精密測量與智能控製：新一代傳感技術的探索與實踐》 引言 在現代科學技術的浪潮中，測量與控製是推動工業進步、提升生活品質的基石。從宏觀的地理勘測到微觀的生物傳感，從復雜的工業自動化到精密的醫療診斷，對物理量、化學量以及生物信號的精準獲取與智能化調控，已成為衡量一個國傢科技實力和工業水平的重要標誌。本書《精密測量與智能控製：新一代傳感技術的探索與實踐》正是在這樣的時代背景下應運而生，旨在深入探討一係列前沿的傳感技術，剖析其背後的科學原理，並著重闡述它們在各個工程領域的創新性應用，為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解並把握下一代傳感技術的發展脈絡及其強大的賦能潛力。 本書並非孤立地介紹某一種或幾種技術，而是著力於構建一個由感、知、控一體化的智能係統框架。我們相信，未來傳感技術的發展方嚮必然是嚮著更高精度、更廣範圍、更強魯棒性、更低功耗以及更智能化邁進。因此，本書在內容編排上，力求展現這一技術演進的內在邏輯，從基礎理論的梳理，到關鍵技術的研究，再到集成應用的設計，層層遞進，環環相扣。 第一章：基礎理論與前沿感知 本章將從傳感器工作的基本物理原理齣發，係統迴顧經典的傳感機理，如壓電效應、霍爾效應、電阻應變效應、光電效應等。在此基礎上，我們將重點聚焦於近年來湧現齣的新型感知機理，例如基於量子態的精密測量、基於錶麵等離激元共振的痕量物質檢測、以及利用納米材料特異性響應的生物化學傳感等。通過對這些基礎理論的深入剖析，讀者將能夠理解不同傳感器類型的工作機製，並為後續更復雜技術的學習奠定堅實的基礎。 我們將詳細探討不同物理量（如溫度、壓力、位移、加速度、磁場、電場、濕度、氣體濃度、pH值、生物分子等）的多種測量方法，並對比分析其優劣，例如，對於溫度測量，除瞭傳統的電阻溫度計和熱電偶，我們還將介紹基於光縴布拉格光柵（FBG）的分布式溫度傳感、基於聲學信號的非接觸式溫度測量，以及基於紅外輻射的無損溫度檢測等。對於壓力測量，我們將探討壓阻式、電容式、應變式以及利用微流控芯片實現高精度壓力傳感的原理。 此外，本章還將涉及信號的采集、預處理和數字化過程。從模擬信號到數字信號的轉換，濾波技術（如低通、高通、帶通濾波），以及數據采樣率和量化精度對測量結果的影響，都將得到詳細闡述。理解這些基礎知識，是後續進行數據分析和智能控製的前提。 第二章：先進傳感器的設計與製造 傳感器性能的優劣，與其設計和製造工藝息息相關。本章將深入探討先進傳感器的設計理念與製造技術。我們將介紹微機電係統（MEMS）技術在傳感器製造中的關鍵作用，包括微納加工技術、薄膜沉積、光刻、蝕刻等工藝流程。通過MEMS技術，可以實現集成度高、體積小巧、功耗低且性能卓越的傳感器。 例如，在加速度傳感器的設計中，我們將討論微懸臂梁、慣性質量塊、阻尼結構等關鍵要素的設計如何影響傳感器的靈敏度、量程和動態響應。在氣體傳感器方麵，我們將介紹不同敏感材料（如金屬氧化物、導電聚閤物、納米管、石墨烯）的選擇與製備，以及它們與待測氣體分子相互作用的機理，並重點分析如何通過優化敏感材料的形貌、孔隙結構和摻雜來提高傳感器的選擇性、靈敏度和響應速度。 本章還將涵蓋光縴傳感器（非電力光縴部分）在精密測量中的應用，如利用光縴的彎麯、應變、溫度敏感性來設計光縴光柵傳感器、乾涉儀傳感器等。我們還會探討生物傳感器的設計，包括電化學生物傳感器、光學生物傳感器、壓電生物傳感器等，以及如何利用納米材料（如金納米顆粒、量子點）來增強其信號和靈敏度。 第三章：智能處理與數據分析 傳感器獲取的數據往往是海量且復雜的，如何從這些原始數據中提取有價值的信息，並將其轉化為可用於智能控製的信號，是本章的核心內容。我們將詳細介紹信號處理與數據分析的先進方法。 在信號處理方麵，我們將涵蓋時域分析（如均值、方差、峰值檢測）、頻域分析（如傅裏葉變換、小波變換）、以及非綫性信號處理技術。對於噪聲較大的信號，我們將介紹各種濾波算法，包括卡爾曼濾波、粒子濾波等，以提高信號的信噪比和準確性。 在數據分析與模式識彆方麵，本章將引入機器學習和深度學習在傳感器數據分析中的應用。我們將講解常見的機器學習算法，如支持嚮量機（SVM）、隨機森林、聚類算法等，以及如何利用它們對傳感器數據進行分類、迴歸和異常檢測。深度學習方麵，我們將介紹捲積神經網絡（CNN）、循環神經網絡（RNN）等模型在圖像識彆、時間序列預測、自然語言處理（用於文本型傳感器輸齣）等方麵的應用，以實現更高級彆的數據理解和智能判斷。 此外，本章還將探討大數據技術在處理大規模傳感器網絡數據中的作用，包括數據存儲、管理、挖掘和可視化，為構建大規模智能感知係統提供技術支撐。 第四章：多模態融閤與協同感知 現實世界中的許多復雜現象需要多源、多模態數據的協同分析纔能得到全麵理解。本章將聚焦於多模態傳感器數據的融閤技術，以實現更全麵、更魯棒的感知能力。 我們將介紹不同類型傳感器數據的融閤策略，包括早期融閤（在原始數據層麵融閤）、晚期融閤（在特徵層麵融閤）和模型融閤（在決策層麵融閤）。例如，將視覺信息與激光雷達（LiDAR）點雲數據融閤，可以實現更精準的三維環境建模和目標識彆；將音頻信息與視頻信息融閤，可以用於場景理解和事件檢測。 在傳感器網絡通信方麵，本章將討論分布式傳感器網絡的數據傳輸、協同處理以及網絡拓撲設計。我們將介紹低功耗廣域網（LPWAN）技術（如LoRa, NB-IoT）在物聯網傳感器通信中的應用，以及邊緣計算在傳感器網絡中的作用，通過將部分計算任務下沉到靠近數據源的設備端，降低網絡延遲和雲端負載。 第五章：關鍵工程領域的傳感技術應用 本章將結閤具體工程領域，詳細闡述上述先進傳感技術的實際應用案例。我們將選取幾個具有代錶性的領域進行深入分析。 智能製造與工業自動化： 介紹如何利用高精度位移傳感器、力傳感器、溫度傳感器、視覺傳感器等實現生産過程的實時監控、質量檢測和故障診斷。例如，在機器人手臂上集成多種傳感器，實現精確抓取和組裝；在生産綫上部署振動和聲學傳感器，進行設備狀態監測和預測性維護。 智慧城市與環境監測： 探討如何利用各種環境傳感器（如空氣質量傳感器、水質傳感器、噪聲傳感器、溫濕度傳感器）構建城市環境監測網絡，為城市規劃、汙染治理和應急響應提供數據支持。例如，基於無綫傳感器網絡的交通流量監測係統，以及基於物聯網的智能傢居環境控製係統。 生物醫學工程與健康監測： 介紹可穿戴傳感器、植入式傳感器以及體外診斷傳感器在疾病診斷、生命體徵監測、藥物遞送和康復治療中的應用。例如，用於心電圖、血氧飽和度、血糖、血壓等生理參數的連續監測。 航空航天與國防安全： 闡述高可靠性、高性能傳感器在航空器狀態監測、導航定位、目標識彆、電子對抗等領域的關鍵作用。例如，用於飛機結構健康監測的應變傳感器，以及用於目標跟蹤的紅外和雷達傳感器。 農業科技與精準農業： 介紹土壤傳感器、氣象傳感器、作物生長監測傳感器等如何應用於土壤墒情監測、作物生長狀態評估、病蟲害預警，從而實現精準灌溉、精準施肥和病蟲害防治，提高農作物産量和質量。 第六章：挑戰與未來展望 在對現有傳感技術及其應用進行係統梳理之後，本章將聚焦於當前麵臨的挑戰，並對未來傳感技術的發展趨勢進行展望。 我們將討論傳感器技術在可靠性、穩定性、成本、功耗、安全性以及隱私保護等方麵仍需解決的難題。例如，如何在極端環境下保證傳感器的穩定工作，如何實現傳感器數據的安全傳輸和存儲，以及如何解決傳感器數據隱私泄露的問題。 未來展望部分，我們將探討柔性電子、生物電子、量子傳感、人工智能與傳感器深度融閤等前沿方嚮。例如，柔性可穿戴傳感器在健康監測領域的廣泛應用前景；量子傳感器在計量學、基礎物理研究等領域的顛覆性潛力；以及AI賦能的傳感器，能夠實現自主學習、自適應優化和更高級彆的智能感知。 結論 《精密測量與智能控製：新一代傳感技術的探索與實踐》一書，旨在為相關領域的科研人員、工程師、學生以及對傳感技術感興趣的讀者提供一本全麵、深入且富有啓發性的參考書。通過對基礎理論、先進技術、智能處理和工程應用的係統闡述，我們期望能夠幫助讀者建立起對新一代傳感技術體係的深刻理解，並激發他們在各自的研究和實踐中，探索和應用這些前沿技術，以應對日益復雜和充滿挑戰的現代社會需求。本書的編寫力求嚴謹、客觀，內容充實，希望能成為推動相關領域發展的一塊墊腳石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗相當獨特，它不像我以往閱讀的技術書籍那樣，僅僅堆砌技術名詞和公式，而是巧妙地將科學知識融入到引人入勝的敘事之中。作者仿佛是一位經驗豐富的導遊，帶領我一步步探索電力光縴傳感的奇妙世界。書的開篇就以一種非常人性化的視角，描繪瞭電力係統在我們生活中扮演的角色，以及它所麵臨的各種挑戰。這讓我立刻對“電力光縴傳感技術”這個概念産生瞭好奇心，想知道它到底是如何為這個龐大的係統保駕護航的。當我開始閱讀關於傳感技術本身的章節時，我並沒有感到晦澀難懂，反而被作者生動形象的比喻和深入淺齣的講解所吸引。他將復雜的光學原理轉化為易於理解的類比，讓我能夠輕鬆地掌握其核心思想。書中關於實際工程應用的章節更是精彩絕倫，作者通過講述一個個生動的故事，展現瞭光縴傳感技術如何解決電力係統中的實際問題，例如如何通過傳感技術提前預警設備故障，如何提高電網的運行效率和安全性。這些真實的案例，讓我仿佛親臨現場，感受到瞭科技的力量。總而言之，這本書既有科學的嚴謹性，又不失文學的趣味性，讓我在這場知識的探索之旅中收獲頗豐。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在電力行業摸爬滾打多年的工程師，我總是對那些能夠真正解決實際問題、提升工程效率的技術充滿期待。這本書恰恰滿足瞭我對“電力光縴傳感技術及其工程應用”的這份期待。作者在書中對於光縴傳感技術在電力係統中的應用，進行瞭係統而深入的闡述。我尤其欣賞作者在分析不同傳感技術時所展現齣的專業性和客觀性。書中不僅列舉瞭各種技術的優勢，同時也毫不迴避地指齣瞭它們的局限性，並針對性地提齣瞭解決方案。例如，在討論分布式溫度傳感技術時，作者詳細分析瞭其在輸電綫路巡檢中的優勢，能夠實時監測綫路溫度，及時發現過熱點，防止火災隱患，這正是我們在現場工作中經常遇到的痛點。同時，他也深入探討瞭這種技術在環境適應性、成本控製等方麵需要進一步優化的方嚮。更讓我感到欣慰的是，書中提供瞭許多不同規模和類型的工程案例，從小型變電站到大型輸電網絡，涵蓋瞭各種復雜的應用場景。這些案例的分析不僅讓我學到瞭具體的實施方法，更重要的是，讓我對如何將理論知識轉化為可行的工程方案有瞭更深刻的理解。這本書無疑為我們這些一綫工程師提供瞭寶貴的參考和藉鑒，也讓我對電力光縴傳感技術的未來發展充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就顯得相當專業，深邃的藍色背景搭配著若隱若現的光纜紋理，很容易讓人聯想到電力傳輸的宏偉與神秘。我本來對電力領域瞭解不多，也僅僅是知道一些基礎的用電常識。然而，當我翻開這本書時，被其引人入勝的開篇深深吸引。作者並沒有一上來就拋齣枯燥的技術術語，而是從電力係統在現代社會中的重要性以及麵臨的挑戰娓娓道來，例如電網的穩定性、安全性的提升等，這些宏觀層麵的討論，讓我立刻感受到瞭電力技術發展背後蘊含的巨大價值和緊迫性。隨後，作者巧妙地引入瞭“傳感技術”這個概念，並且將其與電力係統緊密聯係起來。雖然“光縴傳感”這個詞聽起來有些高深，但作者通過生動的比喻和形象的圖示，將原本抽象的原理變得易於理解。例如，他將光縴比作電力係統的“神經末梢”，負責實時傳遞各種“信號”，而這些信號對於保障電力係統的健康運行至關重要。我尤其對其中關於早期預警係統如何通過傳感技術檢測潛在故障的案例印象深刻，這讓我看到瞭技術在保障我們日常生活不受乾擾方麵的巨大潛力。整本書的敘事方式就像一個經驗豐富的嚮導，帶領著我這位“門外漢”逐漸深入電力技術的世界，讓我對這個看似遙遠的領域産生瞭濃厚的興趣，並渴望瞭解更多。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容讓我對“電力光縴傳感技術”有瞭全新的認識，遠超我最初的期待。我原本以為這會是一本純粹的技術手冊，充斥著晦澀的公式和復雜的圖錶，閱讀起來會相當吃力。但齣乎意料的是，作者在深入技術細節的同時，非常注重理論與實踐的結閤，通過大量真實世界的工程案例，將抽象的技術原理具象化。書中對不同類型的光縴傳感器的原理、性能特點以及適用場景進行瞭詳細的對比分析，比如分布式傳感技術在監測輸電綫路溫度、濕度方麵的應用，以及點式傳感技術在特定設備狀態監測中的優勢。我特彆被其中關於電網故障診斷的章節所打動，書中詳細描述瞭如何利用光縴傳感器實時監測電網的運行參數，一旦齣現異常，係統能夠迅速做齣反應，從而避免大範圍的停電事故。這種“未雨綢繆”的技術手段，讓我看到瞭科技在保障民生安全方麵的巨大作用。此外，作者還對未來光縴傳感技術在智能電網、新能源領域的潛在應用進行瞭前瞻性的探討，這讓我對行業的發展趨勢有瞭更清晰的認識。這本書的深度和廣度都令人贊嘆，既有紮實的理論基礎，又有鮮活的工程實踐，對於任何對電力技術感興趣的讀者來說，都極具啓發性。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，初次接觸“電力光縴傳感技術”這個詞，我腦海裏浮現的是一係列復雜的物理定律和精密的儀器設備，以為這本書會是一本充斥著專業術語和晦澀難懂的圖錶的“硬漢”讀物。然而，當我翻開這本書，立刻就被其流暢的語言和清晰的邏輯所吸引。作者並沒有直接切入技術細節，而是從電力係統在現代社會中的不可或缺性以及其麵臨的安全和效率挑戰齣發，為讀者構建瞭一個宏大的背景。我尤其欣賞作者對於不同光縴傳感技術的分類和對比，他沒有簡單地羅列，而是深入分析瞭每種技術的工作原理、優勢以及在特定工程場景下的適用性。書中關於如何利用光縴傳感器監測電網運行狀態、識彆潛在故障的章節，給我留下瞭深刻的印象。例如，通過監測綫路的溫度變化來預測設備的老化程度，從而提前進行維護，這不僅能夠避免突發故障，還能大大提升電網的可靠性。書中還穿插瞭許多來自實際工程項目的案例分析，這些案例的描述生動而具體，讓我能夠直觀地理解技術是如何被應用到解決實際問題的。總的來說，這本書在保持技術深度的同時，也具備瞭極高的可讀性，無論是技術專傢還是對電力領域感興趣的普通讀者，都能從中受益匪淺。