作 者:邱選兵 著
定 價:89
出 版 社:電子工業出版社
出版日期:2019年09月01日
頁 數:276
裝 幀:簡裝
ISBN:9787121352898
●第1章 光電檢測繫統概述11.1 引言21.2 光電檢測繫統的主要構成21.2.1 光源和照明光學繫統31.2.2 被測對像和光學變換31.2.3 光信號的匹配處理41.2.4 光電轉換41.2.5 電信號的放大與處理41.2.6 計算機的存儲、顯示與控制41.3 光電檢測繫統的工作原理51.3.1 把待測量變換為光信息模擬量51.3.2 把待測量變換為光信息脈衝量51.3.3 光電檢測繫統的基本結構形式61.4 光電檢測繫統的基本特性71.4.1 光電檢測繫統的靜態特性71.4.2 光電檢測繫統的動態特性101.5 光電檢測繫統的發展趨勢12參考文獻13第2章 光電檢測理論基礎152.1 概述162.2 激光吸收光譜檢測原理162.2.1 Lambert-Beer定律及測溫原理162.2.2 分子吸收線型與線寬172.2.3 TDLAS測量技術192.3 光纖光柵分布式檢測原理222.3.1 光纖光柵特性及傳感原理222.3.2 FBG傳感器解調原理262.4 基於脈衝渦流的平板導體無損檢測原理282.4.1 Dodd-Deeds渦流解析模型282.4.2 平板導體的脈衝渦流模型332.4.3 基於脈衝渦流平板導體表面缺陷的解析模型36參考文獻41第3章 光電檢測繫統453.1 光電檢測繫統的基本構成463.2 光源及光學器件463.3 光電探測技術553.3.1 光電效應和光熱效應553.3.2 常見光電探測器563.4 光電信號的預處理技術573.4.1 光電流模式573.4.2 光電導模式593.5 光電微弱信號處理技術613.5.1 光電檢測繫統的噪聲613.5.2 噪聲的統計特征643.5.3 微弱光電信號檢測常用技術66參考文獻69第4章 嵌入式繫統原理及其在光電檢測中的應用734.1 嵌入式繫統的基本概念744.2 嵌入式繫統的特點744.2.1 嵌入式繫統的要求754.2.2 嵌入式繫統的特征754.2.3 嵌入式繫統的發展764.3 嵌入式繫統的組成764.3.1 嵌入式繫統的硬件組成774.3.2 嵌入式繫統的軟件組成784.4 嵌入式光電檢測繫統硬件開發平臺794.4.1 嵌入式8位單片機硬件開發平臺804.4.2 嵌入式32位STM32F103單片機硬件開發平臺804.4.3 嵌入式光電檢測繫統外設接口824.5 嵌入式光電檢測繫統開發應用984.5.1 基於C8051F340高速單片機的高精度定時裝置的設計984.5.2 基於STM32F103的太陽跟蹤控制繫統的設計102參考文獻107第5章 布拉格光纖光柵檢測繫統1095.1 檢測繫統總體結構1105.1.1 設計要求與繫統功能1105.1.2 FBG傳感繫統測量方案1105.2 檢測繫統的主要儀器及特性1115.2.1 寬帶光源1115.2.2 光隔離器1125.2.3 光耦合器1125.2.4 FBG傳感器1135.2.5 光纖F-P可調諧濾波器1135.2.6 PIN光電二極管1145.3 PIN光電二極管檢測電路1145.3.1 光電二極管的工作模式1145.3.2 光電二極管檢測電路的設計1155.4 光纖F-P可調諧濾波器驅動電路1195.4.1 DAC輸出電路1195.4.2 驅動電壓調理電路1205.5 分布式FBG溫度和壓力測量1215.5.1 溫度測量1215.5.2 壓力測量1235.6 FBG瞬態溫度測量法1255.6.1 研究背景1255.6.2 裝置結構1265.6.3 信號處理算法1275.7 基於FBG傳感器的爆轟速度和壓力測量1285.7.1 爆轟波的基本概念1285.7.2 測量爆轟速度和壓力的背景技術1295.7.3 基於FBG傳感器的爆轟速度測量原理1295.7.4 基於FBG傳感器的爆轟壓力測量原理1305.7.5 基於FBG傳感器的爆轟速度和壓力測量繫統132參考文獻133第6章 電磁脈衝渦流檢測繫統1356.1 電磁脈衝渦流探頭設計1366.1.1 GMR脈衝渦流探頭1366.1.2 Hall脈衝渦流探頭1376.2 嵌入式脈衝渦流驅動技術1376.2.1 繫統構成1376.2.2 嵌入式脈衝渦流激勵源軟件設計1406.2.3 實驗測試1426.3 嵌入式脈衝渦流缺陷檢測1456.3.1 繫統構成1456.3.2 嵌入式脈衝渦流自動缺陷檢測儀器硬件設計1456.3.3 嵌入式脈衝渦流自動缺陷檢測儀器軟件設計1496.4 脈衝渦流信號處理1516.4.1 小波理論的脈衝渦流快速預處理算法研究1516.4.2 小波去噪理論1526.4.3 脈衝渦流響應信號的實時預處理1536.4.4 脈衝渦流響應信號的快速小波去噪算法研究1586.4.5 實驗結果與討論1606.5 缺陷分類算法1606.5.1 脈衝渦流缺陷識別與定量檢測平臺1616.5.2 基於頻譜分析的脈衝渦流缺陷識別研究1636.5.3 基於小波變換與頻譜分析的缺陷識別研究1716.5.4 基於功率譜密度分析和小波變換的脈衝渦流缺陷識別研究1756.5.5 基於功率譜密度和經驗模態分解的脈衝渦流缺陷識別研究182參考文獻191第7章 激光光譜檢測繫統1957.1 測量總體機構1967.2 激光驅動技術1977.2.1 基於Wavelength模塊的激光驅動器1977.2.2 自主研制的激光驅動器2067.3 多光程技術2127.3.1 Herriott型長光程池設計理論2137.3.2 新型Herriott長光程模擬2147.3.3 螺旋式Herroitt多光程池2177.4 信號處理技術2207.4.1 鎖相放大器的工作原理2207.4.2 鎖相放大器的基本組成和部件2217.5 儀器實現與應用2247.5.1 基於TDLAS的小型化C2H2測量繫統研究2247.5.2 基於激光雙吸收譜線的氨氣溫度測量研究227參考文獻231第8章 光電檢測繫統在火災探測中的應用2358.1 概述2368.2 圖像處理技術在火災探測中的應用2368.2.1 多特征量對數回歸的火災識別算法2378.2.2 實驗結果與分析2398.3 多特征量數據融合的嵌入式火災早期預警繫統2428.3.1 早期火災發生特點及特征量的選擇2438.3.2 火災早期預警繫統2438.3.3 火災模擬實驗2458.3.4 實驗結果與討論2478.4 自由基發射光譜在火災探測中的應用2478.4.1 實驗繫統2488.4.2 基於圖像處理的火災識別算法2498.4.3 自由基光譜測溫原理2508.4.4 CH自由基光譜測溫2528.4.5 丁烷在大氣中燃燒的火焰光譜標定2538.4.6 實驗結果與討論2538.5 激光吸收光譜技術在火災探測中的應用2548.5.1 吸收光譜的譜線選擇2548.5.2 實驗裝置2558.5.3 微控制器和數字鎖相放大器2568.5.4 傳感器的校準2598.5.5 火災早期探測應用實驗2618.5.6 小結263參考文獻263
本書以高靈敏度激光吸收光譜、FBG傳感繫統、脈衝渦流無損檢測繫統等嵌入式光電檢測繫統為對像,從光源、光學器件出發,闡述了嵌入式光電檢測繫統中涉及的光電檢測原理、嵌入式技術,並從嵌入式光電檢測繫統構成和實際工程應用出發,詳細地分析和介紹了布拉格光纖光柵檢測繫統、電磁脈衝渦流檢測繫統、激光光譜檢測繫統的繫統設計、硬件和軟件實現,最後通過光電檢測繫統的實際應用案例,介紹了光電檢測繫統在火災探測中的應用。 本書可供光電檢測和嵌入式開發應用等領域的科技工作者、教師、研究生和高年級本科生閱讀,也可供高等院校物理學、光學技術與光電儀器、檢測技術與自動化儀表、光電信息科學與工程、光電子等相關專業的師生參考。
邱選兵 著
邱選兵,男,漢族,1980年1月生,四川資中人,民建會員,副教授,博士。2003年畢業於重慶大學機械電子工程專業,獲學士學位,2006年畢業於太原理工大學大學機械電子工程專業,獲碩士學位,2013年畢業於太原科技大學材料加工工程專業,獲博士學位。目前主要從事激光光譜應用、光學傳感與測試、電磁無損檢測、嵌入式繫統、電子電路等方向的研究工作,主持的項目有:國家自然科學-煤基低碳聯合基金1項、山西省高校創新項目1項、橫向課題1項、重量大學生創新訓練項目3項,在《NDT & E》、《Sensor A :Physics.》、《光譜學與光譜分析》、《計算機應用》等國內外期刊上發表第一作者(包括通訊作者)的等
"嵌入式光電檢測繫統是將光學、電子學和嵌入式技術相結合而產生的一種新興檢測繫統,展現出測量精度高、速度快、非接觸、智能化、便攜式等突出特點,已經成為21世紀各種精密測量與分析學科的重要組成之一。特別是近年來各種新型激光器和探測器的出現,以及人工智能、嵌入式技術、電子技術和網絡技術的發展,使得嵌入式光電檢測繫統的內容越來越豐富,應用越來越廣泛,目前已經滲透到幾乎所有的國防、工業和科研部門。例如,2016年我國在貴州建立的大的500米口徑球面射電望遠鏡就是一個復雜的光電檢測繫統。本書內容主要建立在著者及科研團隊所從事的光纖傳感、電磁脈衝渦流檢測及高靈敏度激光光譜技術研究的理論、實驗和工程應用研究的相關成果,以及近年來承擔的相關科研項目和本科生及研究生教學的基礎上,本書對嵌入式光電檢測技術及繫統進行了歸納、分析和總結。全書共8章。第1章主要闡述了光電檢測繫統的主要構成、工作原理、基本特性等