《嵌入式光電檢測系統設計及套用》是2019年9月電子工業出版社出版的圖書，作者是邱選兵。
基本介紹
- 中文名：嵌入式光電檢測系統設計及套用
- 作者：邱選兵
- ISBN：9787121352898
- 頁數：276頁
- 定價：89元
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2019年9月
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以高靈敏度雷射吸收光譜、FBG感測系統、脈衝渦流無損檢測系統等嵌入式光電檢測系統為對象，從光源、光學器件出發，闡述了嵌入式光電檢測系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系統構成和實際工程套用出發，詳細地分析和介紹了布拉格光纖光柵檢測系統、電磁脈衝渦流檢測系統、雷射光譜檢測系統的系統設計、硬體和軟體實現，最後通過光電檢測系統的實際套用案例，介紹了光電檢測系統在火災探測中的套用。
本書可供光電檢測和嵌入式開發套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。
圖書目錄
第1章 光電檢測系統概述 1
1.1 引言 2
1.2 光電檢測系統的主要構成 2
1.2.1 光源和照明光學系統 3
1.2.2 被測對象和光學變換 3
1.2.3 光信號的匹配處理 4
1.2.4 光電轉換 4
1.2.5 電信號的放大與處理 4
1.2.6 計算機的存儲、顯示與控制 4
1.3 光電檢測系統的工作原理 5
1.3.1 把待測量變換為光信息模擬量 5
1.3.2 把待測量變換為光信息脈衝量 5
1.3.3 光電檢測系統的基本結構形式 6
1.4 光電檢測系統的基本特性 7
1.4.1 光電檢測系統的靜態特性 7
1.4.2 光電檢測系統的動態特性 10
1.5 光電檢測系統的發展趨勢 12
參考文獻 13
第2章 光電檢測理論基礎 15
2.1 概述 16
2.2 雷射吸收光譜檢測原理 16
2.2.1 Lambert-Beer定律及測溫原理 16
2.2.2 分子吸收線型與線寬 17
2.2.3 TDLAS測量技術 19
2.3 光纖光柵分散式檢測原理 22
2.3.1 光纖光柵特性及感測原理 22
2.3.2 FBG感測器解調原理 26
2.4 基於脈衝渦流的平板導體無損檢測原理 28
2.4.1 Dodd-Deeds渦流解析模型 28
2.4.2 平板導體的脈衝渦流模型 33
2.4.3 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 光電檢測系統 45
3.1 光電檢測系統的基本構成 46
3.2 光源及光學器件 46
3.3 光電探測技術 55
3.3.1 光電效應和光熱效應 55
3.3.2 常見光電探測器 56
3.4 光電信號的預處理技術 57
3.4.1 光電流模式 57
3.4.2 光電導模式 59
3.5 光電微弱信號處理技術 61
3.5.1 光電檢測系統的噪聲 61
3.5.2 噪聲的統計特徵 64
3.5.3 微弱光電信號檢測常用技術 66
參考文獻 69
第4章 嵌入式系統原理及其在光電檢測中的套用 73
4.1 嵌入式系統的基本概念 74
4.2 嵌入式系統的特點 74
4.2.1 嵌入式系統的要求 75
4.2.2 嵌入式系統的特徵 75
4.2.3 嵌入式系統的發展 76
4.3 嵌入式系統的組成 76
4.3.1 嵌入式系統的硬體組成 77
4.3.2 嵌入式系統的軟體組成 78
4.4 嵌入式光電檢測系統硬體開發平台 79
4.4.1 嵌入式8位單片機硬體開發平台 80
4.4.2 嵌入式32位STM32F103單片機硬體開發平台 80
4.4.3 嵌入式光電檢測系統外設接口 82
4.5 嵌入式光電檢測系統開發套用 98
4.5.1 基於C8051F340高速單片機的高精度定時裝置的設計 98
4.5.2 基於STM32F103的太陽跟蹤控制系統的設計 102
參考文獻 107
第5章 布拉格光纖光柵檢測系統 109
5.1 檢測系統總體結構 110
5.1.1 設計要求與系統功能 110
5.1.2 FBG感測系統測量方案 110
5.2 檢測系統的主要儀器及特性 111
5.2.1 寬頻光源 111
5.2.2 光隔離器 112
5.2.3 光耦合器 112
5.2.4 FBG感測器 113
5.2.5 光纖F-P可調諧濾波器 113
5.2.6 PIN光電二極體 114
5.3 PIN光電二極體檢測電路 114
5.3.1 光電二極體的工作模式 114
5.3.2 光電二極體檢測電路的設計 115
5.4 光纖F-P可調諧濾波器驅動電路 119
5.4.1 DAC輸出電路 119
5.4.2 驅動電壓調理電路 120
5.5 分散式FBG溫度和壓力測量 121
5.5.1 溫度測量 121
5.5.2 壓力測量 123
5.6 FBG瞬態溫度測量法 125
5.6.1 研究背景 125
5.6.2 裝置結構 126
5.6.3 信號處理算法 127
5.7 基於FBG感測器的爆轟速度和壓力測量 128
5.7.1 爆轟波的基本概念 128
5.7.2 測量爆轟速度和壓力的背景技術 129
5.7.3 基於FBG感測器的爆轟速度測量原理 129
5.7.4 基於FBG感測器的爆轟壓力測量原理 130
5.7.5 基於FBG感測器的爆轟速度和壓力測量系統 132
參考文獻 133
第6章 電磁脈衝渦流檢測系統 135
6.1 電磁脈衝渦流探頭設計 136
6.1.1 GMR脈衝渦流探頭 136
6.1.2 Hall脈衝渦流探頭 137
6.2 嵌入式脈衝渦流驅動技術 137
6.2.1 系統構成 137
6.2.2 嵌入式脈衝渦流激勵源軟體設計 140
6.2.3 實驗測試 142
6.3 嵌入式脈衝渦流缺陷檢測 145
6.3.1 系統構成 145
6.3.2 嵌入式脈衝渦流自動缺陷檢測儀器硬體設計 145
6.3.3 嵌入式脈衝渦流自動缺陷檢測儀器軟體設計 149
6.4 脈衝渦流信號處理 151
6.4.1 小波理論的脈衝渦流快速預處理算法研究 151
6.4.2 小波去噪理論 152
6.4.3 脈衝渦流回響信號的實時預處理 153
6.4.4 脈衝渦流回響信號的快速小波去噪算法研究 158
6.4.5 實驗結果與討論 160
6.5 缺陷分類算法 160
6.5.1 脈衝渦流缺陷識別與定量檢測平台 161
6.5.2 基於頻譜分析的脈衝渦流缺陷識別研究 163
6.5.3 基於小波變換與頻譜分析的缺陷識別研究 171
6.5.4 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 175
6.5.5 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 雷射光譜檢測系統 195
7.1 測量總體機構 196
7.2 雷射驅動技術 197
7.2.1 基於Wavelength模組的雷射驅動器 197
7.2.2 自主研製的雷射驅動器 206
7.3 多光程技術 212
7.3.1 Herriott型長光程池設計理論 213
7.3.2 新型Herriott長光程模擬 214
7.3.3 螺旋式Herroitt多光程池 217
7.4 信號處理技術 220
7.4.1 鎖相放大器的工作原理 220
7.4.2 鎖相放大器的基本組成和部件 221
7.5 儀器實現與套用 224
7.5.1 基於TDLAS的小型化C2H2測量系統研究 224
7.5.2 基於雷射雙吸收譜線的氨氣溫度測量研究 227
參考文獻 231
第8章 光電檢測系統在火災探測中的套用 235
8.1 概述 236
8.2 圖像處理技術在火災探測中的套用 236
8.2.1 多特徵量對數回歸的火災識別算法 237
8.2.2 實驗結果與分析 239
8.3 多特徵量數據融合的嵌入式火災早期預警系統 242
8.3.1 早期火災發生特點及特徵量的選擇 243
8.3.2 火災早期預警系統 243
8.3.3 火災模擬實驗 245
8.3.4 實驗結果與討論 247
8.4 自由基發射光譜在火災探測中的套用 247
8.4.1 實驗系統 248
8.4.2 基於圖像處理的火災識別算法 249
8.4.3 自由基光譜測溫原理 250
8.4.4 CH自由基光譜測溫 252
8.4.5 丁烷在大氣中燃燒的火焰光譜標定 253
8.4.6 實驗結果與討論 253
8.5 雷射吸收光譜技術在火災探測中的套用 254
8.5.1 吸收光譜的譜線選擇 254
8.5.2 實驗裝置 255
8.5.4 感測器的校準 259
8.5.5 火災早期探測套用實驗 261
8.5.6 小結 263
參考文獻 263
