智能傳感技術(shù)

前言

第1章 光纖傳感技術(shù)

1.1 光纖傳感技術(shù)概述

1.1.1 光纖傳感技術(shù)原理與特點(diǎn)

1.1.2 光纖傳感技術(shù)的分類(lèi)

1.2 國(guó)內(nèi)外光纖傳感技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

1.2.1 國(guó)際光纖傳感技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

1.2.2 我國(guó)光纖傳感技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

1.3 全分布式光纖傳感技術(shù)

l.3.1 全分布式光纖傳感技術(shù)的特點(diǎn)

1.3.2 全分布式光纖傳感技術(shù)的主要參數(shù)

1.3.3 全分布式光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用

1.3.4 全分布式光纖傳感技術(shù)的發(fā)展方向

參考文獻(xiàn)

第2章 光纖中的光散射

2.1 光纖中的自發(fā)散射譜

2.2 宏觀麥克斯韋方程組

2.3 電荷對(duì)電磁場(chǎng)的響應(yīng)

2.4 瑞利散射

2.5 自發(fā)拉曼散射

2.6 自發(fā)布里淵散射

2.7 受激布里淵散射

2.8 總結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 基于瑞利散射的全分布式光纖傳感技術(shù)

3.1 基于瑞利散射的光纖傳感技術(shù)原理

3.2 光時(shí)域反射(OTDR)技術(shù)

3.2.1 OTDR原理

3.2.2 OTDR系統(tǒng)

3.2.3 OTDR的性能指標(biāo)

3.2.4 OTDR的應(yīng)用

3.3 相干光時(shí)域反射(COTDR)技術(shù)

3.3.1 COTDR原理

3.3.2 COTDR系統(tǒng)

3.3.3 超長(zhǎng)距離COTDR系統(tǒng)中的非線性效應(yīng)

3.3.4 COTDR的關(guān)鍵技術(shù)

3.3.5 COTDR的應(yīng)用

3.4 偏振光時(shí)域反射(POTDR)技術(shù)

3.4.1 單模光纖中的偏振態(tài)

3.4.2 POTDR傳感技術(shù)

3.4.3 POTDR的應(yīng)用

3.5 光頻域反射(OFDR)技術(shù)

3.5.1 OFDR原理

3.5.2 OFDR系統(tǒng)

3.5.3 OFDR的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第4章 基于拉曼散射的全分布式光纖傳感技術(shù)

4.1 基于拉曼散射的光纖傳感技術(shù)原理

4.1.1 自發(fā)拉曼散射效應(yīng)

4.1.2 基于拉曼散射的光纖溫度傳感器原理

4.2 拉曼光時(shí)域反射(ROTDR)技術(shù)

4.2.1 ROTDR原理

4.2.2 光纖拉曼傳感解調(diào)原理與技術(shù)

4.2.3 光纖拉曼溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.2.4 光纖拉曼溫度傳感器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

4.2.5 拉曼相關(guān)雙光源自校正光纖拉曼溫度傳感器

4.2.6 脈沖編碼光源光纖拉曼溫度傳感器

4.2.7 基于非線性散射效應(yīng)融合原理的光纖傳感器

4.2.8 拉曼散射傳感信號(hào)的采集和處理技術(shù)

4.3 拉曼光頻域反射(ROFDR)技術(shù)

4.3.1 ROFDR原理

4.3.2 ROFDR的空間分辨率和傳感距離

4.3.3 ROTDR和ROFDR的對(duì)比

4.3.4 ROFDR的研究現(xiàn)狀

4.4 全分布式光纖拉曼溫度傳感器的應(yīng)用

4.4.1 在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

4.4.2 在地鐵中的應(yīng)用

4.4.3 在油井和石油管道監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

4.5 總結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 基于布里淵散射的全分布式光纖傳感技術(shù)

5.1 研究概況

5.2 技術(shù)原理

5.2.1 光纖中的布里淵散射

5.2.2 基于布里淵散射的傳感機(jī)制

5.3 布里淵光時(shí)域反射(BOTDR)技術(shù)

5.3.1 BOTDR原理

5.3.2 直接探測(cè)型BOTDR

5.3.3 相干探測(cè)型BOTDR

5.3.4 BOTDR中的交叉敏感問(wèn)題

5.3.5 BOTDR系統(tǒng)性能改善方案

5.4 布里淵光時(shí)域分析(BOTDA)技術(shù)

5.4.1 BOTDA原理

5.4.2 基于差分脈沖對(duì)的BOTDA

5.4.3 基于序列脈沖光的B0TDA

5.4.4 其他一些B0TDA

5.5 布里淵光頻域分析(BOFDA)技術(shù)

5.6 布里淵光柵的產(chǎn)生及傳感應(yīng)用

5.6.1 布里淵光柵的特性

5.6.2 布里淵光柵的產(chǎn)生和讀取

5.6.3 基于布里淵光柵的溫度和應(yīng)變傳感器

5.7 布里淵光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用

5.7.1 在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

5.7.2 在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用

5.7.3 在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

聲波傳感技術(shù)

聲波傳感技術(shù)以聲波傳感器為主體，研究和發(fā)展聲波信息的形成、傳輸、接收、變換、處理和應(yīng)用。將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置稱(chēng)為聲波傳感器。一般聲波是指機(jī)械振動(dòng)引起周?chē)鷱椥越橘|(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)地傳播向四面八方傳播，在開(kāi)闊空間的空氣中的傳播方式就像逐漸吹大的肥皂泡，是一種球形的陣面波。能產(chǎn)生振動(dòng)的物體被稱(chēng)為聲源，自然界存在的聲源體有音叉、人和動(dòng)物的發(fā)聲器官、揚(yáng)聲器、電子鍵盤(pán)和各種樂(lè)器，以及地震震中、火山爆發(fā)、風(fēng)暴、海浪沖擊、槍炮發(fā)射、閃電源、熱核爆炸，還有雨滴、刮風(fēng)、飄動(dòng)的樹(shù)葉、昆蟲(chóng)的翅膀等各種可活動(dòng)的物體等等。傳遞聲波的良好的彈性介質(zhì)有空氣、水、金屬、木頭等，在真空狀態(tài)中因沒(méi)有任何彈性介質(zhì)就不能傳播聲波。聲傳感器既能測(cè)試聲波的強(qiáng)度大小，也能顯示出聲波的波形，是與人耳朵相似具有頻率反應(yīng)的電麥克風(fēng)，可以按照檢測(cè)聲波的頻率分類(lèi)，如超聲波傳感器、聲音傳感器、微波傳感器等，也可以按照傳感器的原理分為電容式、表面聲波傳感器等等。本章主要介紹基本的聲波傳播、聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)、原理和基本應(yīng)用。

中文名:聲波傳感技術(shù)

外文名:Acoustic wave sensing technique

應(yīng)用學(xué)科:計(jì)算機(jī)

第1章 概論

1.1 傳感技術(shù)的定義及作用

1.2 傳感技術(shù)的組成與分類(lèi)

1.2.1 傳感技術(shù)的組成

1.2.2 傳感器的分類(lèi)

1.3 傳感技術(shù)器件的特性參數(shù)及選擇

1.3.1 靜態(tài)參數(shù)

1.3.2 動(dòng)態(tài)參數(shù)

1.3.3 選擇傳感器應(yīng)注意的事項(xiàng)

1.4 傳感技術(shù)器件的發(fā)展趨勢(shì)

小結(jié)

習(xí)題

第2章 光電式傳感技術(shù)

2.1 光敏二極管

2.1.1 光敏二極管的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.1.2 光敏二極管的基本特性

2.1.3 光敏二極管的型號(hào)參數(shù)

2.1.4 光敏二極管的應(yīng)用

2.2 光敏三極管

2.2.1 光敏三極管的結(jié)構(gòu)和工作原理

2.2.2 光敏三極管的基本特性

2.2.3 光敏三極管的型號(hào)參數(shù)

2.2.4 光敏三極管的應(yīng)用

2.3 光敏電阻

2.3.1 光敏電阻的工作原理與結(jié)構(gòu)

2.3.2 光敏電阻的主要參數(shù)和基本特性

2.3.3 常用光敏電阻的性能參數(shù)

2.3.4 光敏電阻的應(yīng)用

2.4 光電池

2.4.1 光電池的工作原理和結(jié)構(gòu)

2.4.2 光電池的基本特性

2.4.3 光電池的型號(hào)參數(shù)

2.4.4 光電池的應(yīng)用

2.5 高速光電二極管

2.5.1 高速光電二極管的類(lèi)型結(jié)構(gòu)

2.5.2 高速光電二極管的特性參數(shù)

2.6 光電倍增管

2.6.1 光電倍增管的結(jié)構(gòu)

2.6.2 光電倍增管的工作原理

2.6.3 光電倍增管的主要參數(shù)

2.6.4 光電倍增管的應(yīng)用

2.7 色敏光電傳感器

2.7.1 色敏光電傳感器的基本工作原理

2.7.2 色敏光電傳感器的基本特征

2.7.3 色敏光電傳感器的應(yīng)用

2.8 光位置傳感器

2.8.1 光位置傳感器的結(jié)構(gòu)原理

2.8.2 光位置傳感器的主要用途

2.9 紅外光傳感器

2.9.1 紅外輻射

2.9.2 紅外光傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)

2.9.3 紅外光傳感器的應(yīng)用

2.10 光固態(tài)CCD圖像傳感器

2.10.1 電荷耦合器件(CCD)

2.10.2 MOS圖像傳感器

2.10.3 CCD器件的應(yīng)用

2.11 光纖傳感器

2.11.1 光纖的傳光原理

2.11.2 光纖傳感器的原理

2.11.3 光纖傳感器實(shí)例

2.12 激光傳感器

2.12.1 激光產(chǎn)生的機(jī)理

2.12.2 激光的特性

2.12.3 激光器分類(lèi)及其特性

2.12.4 激光傳感器的應(yīng)用

2.13 核輻射(光)傳感器

2.13.1 核輻射源--放射性同位素

2.13.2 核輻射的物理特性

2.13.3 核輻射傳感器

2.13.4 核輻射傳感器的應(yīng)用

2.14 典型應(yīng)用舉例

2.14.1 光電式傳感器的模擬量檢測(cè)

2.14.2 光電式傳感器的數(shù)字量檢測(cè)

小結(jié)

習(xí)題

第3章 數(shù)字式傳感技術(shù)

3.1 光柵傳感器

3.1.1 光柵的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型

3.1.2 光柵傳感器的工作原理

3.1.3 細(xì)分技術(shù)

3.1.4 光柵數(shù)顯裝置

3.1.5 光柵傳感器的應(yīng)用

3.2 磁柵傳感器

3.2.1 磁柵傳感器的組成及類(lèi)型

3.2.2 磁柵傳感器的工作原理

3.2.3 磁柵數(shù)顯裝置

3.2.4 磁柵傳感器的應(yīng)用

3.3 接觸式編碼器

3.3.1 接觸式編碼器的結(jié)構(gòu)與工作原理

3.3.2 接觸式編碼器提高精度的途徑

3.3.3 接觸式編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.4 光電式編碼器

3.4.1 光電式編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理

3.4.2 提高分辨率的方法--插值法

3.4.3 光電式編碼器的主要技術(shù)指標(biāo)

3.4.4 光電式編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.5 電磁式編碼器

3.5.1 電磁式編碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理

3.5.2 電磁式編碼器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.6 脈沖盤(pán)式數(shù)字傳感器

3.6.1 脈沖盤(pán)式數(shù)字傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理

3.6.2 旋轉(zhuǎn)方向的判別

3.6.3 脈沖盤(pán)式數(shù)字傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.7 RC振蕩器式頻率傳感器

3.7.1 RC振蕩器式頻率傳感器的工作原理

3.7.2 RC振蕩器式頻率傳感器的基本測(cè)量方法

3.7.3 RC振蕩器式頻率傳感器的使用測(cè)量注意事項(xiàng)

3.8 彈性體頻率式傳感器

3.8.1 彈性體頻率式傳感器的工作原理

3.8.2 彈性體頻率式傳感器的結(jié)構(gòu)

3.8.3 彈性體頻率式傳感器的激勵(lì)電路

3.8.4 彈性體頻率式傳感器的輸入?輸出特性

3.9 直線式感應(yīng)同步器

3.9.1 直線式感應(yīng)同步器的類(lèi)型

3.9.2 直線式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)

3.9.3 直線式感應(yīng)同步器的工作原理

3.9.4 直線式感應(yīng)同步器的數(shù)顯裝置

3.9.5 直線式感應(yīng)同步器和數(shù)顯表的型號(hào)及參數(shù)

3.9.6 直線式感應(yīng)同步器的安裝使用注意事項(xiàng)

3.10 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器

3.10.1 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)

3.10.2 旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的特性參數(shù)

3.11 旋轉(zhuǎn)變壓器

3.11.1 旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)

3.11.2 旋轉(zhuǎn)變壓器的工作原理

3.11.3 旋轉(zhuǎn)變壓器的主要參數(shù)

3.11.4 旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用

3.12 典型應(yīng)用舉例

3.12.1 位置檢測(cè)

3.12.2 轉(zhuǎn)速測(cè)量

3.12.3 機(jī)床閉環(huán)控制

3.12.4 定位控制

3.12.5 隨動(dòng)控制

小結(jié)

習(xí)題

……