具体描述
本书是作者所领导的课题组在承担了大量来自国家自然科学基金、国际合作和企业横向项目研究的基础上编写而成的。在总结红外热像检测与诊断技术进展的基础上，主要内容集中在红外热像图处理、红外热像处理软件系统、工业加热炉炉管安全评定和剩余寿命评定方法及相应数据库的建立、工业设备保温评定及相应数据库的建立、带衬里工业衬里损伤及相应数据库的建立、电器设备损伤及相应数据库的建立、红外热像检测与诊断技术相关理论及其工程应用与标准化等方面。本书是作者在以上方面系列化成果的反映。同时，本书还涉及到了红外热像检测与诊断技术的定位技术和其他高温高压设备的红外热像检测与诊断技术。
本书主要供科研院所和高等学校从事红外热像检测与诊断技术研究的专业技术人员、厂矿企业从事设备管理的技术人员和管理人员阅读，也可以作为高等院校高年级学生或研究生的教学和科研参考书。
电子电气工程前沿技术专题：高精度传感器在智能系统中的应用 图书简介 本书聚焦于当代电子电气工程领域中，高精度传感器技术与智能系统融合的最新进展与实际应用。全书系统地梳理了从微纳尺度器件设计到复杂系统集成的全链条技术体系，旨在为相关领域的科研人员、工程师以及高年级本科生提供一份全面、深入的技术参考资料。 第一章：微纳机电系统（MEMS）传感器的基础理论与制造工艺 本章深入探讨了MEMS技术在传感器领域的基石作用。首先，详细阐述了压电效应、微谐振腔原理在设计高灵敏度、低噪声传感器中的核心作用。重点剖析了薄膜沉积、刻蚀（尤其是深反应离子刻蚀，DRIE）以及键合等关键微纳加工技术，这些工艺直接决定了传感器的性能极限和可靠性。章节内容涵盖了光刻技术在多层结构集成中的优化策略，以及如何通过先进封装技术（如真空封装、低气压封装）来抑制环境因素对器件性能的干扰，特别是针对MEMS陀螺仪和加速度计的封装技术进行了详细的案例分析。 第二章：先进光学传感器的光谱特性与信号解调 本章将焦点转移至基于光信号的传感技术。不同于传统的热成像，本章着重于可见光、近红外及中红外波段的特定光谱响应特性。详细介绍了基于傅里叶变换的干涉测量技术，用于实现高精度的位移和形变测量。此外，对新型光纤传感器，如分布式光纤声敏系统（DAS）的工作原理进行了深入剖析，包括其如何利用拉曼散射和布里渊散射的微小变化，实现对环境温度和应力的实时、远程监测。在信号处理部分，着重讨论了低信噪比光信号的同步解调技术，包括锁相放大（Lock-in Amplifier）在弱信号提取中的优化参数选择。 第三章：磁场传感器的量子效应与应用 本章系统阐述了磁场传感技术中，基于量子效应的新一代传感器。核心内容集中于原子磁力计（AM）和自旋交换弛豫（SERF）磁力计的工作原理。详细分析了原子蒸气室的设计、激光泵浦与探测的耦合机制，以及如何通过精细控制磁场梯度和射频场，实现对地球磁场乃至极微弱生物磁场的无损检测。针对SERF磁力计，本章探讨了如何通过消除或补偿背景磁场，将灵敏度提升至皮特斯拉（pT）量级。应用方面，本章展示了这些超高灵敏度磁场传感器在无损检测（NDT）中对材料内部缺陷的识别潜力。 第四章：环境耦合下的传感器误差模型与补偿 任何高精度传感器都面临着环境噪声的挑战。本章构建了详细的传感器误差模型，涵盖了温度漂移、电源噪声耦合、机械振动干扰等多个维度。重点介绍了利用卡尔曼滤波（Kalman Filtering）和扩展卡尔曼滤波（EKF）对多源传感器数据进行实时融合与状态估计的方法，以有效削弱随机噪声对测量结果的影响。同时，对基于机器学习的非线性误差辨识与补偿技术进行了探讨，特别是如何利用支持向量回归（SVR）或浅层神经网络对历史运行数据进行学习，建立精确的温度-灵敏度查找表和补偿算法。 第五章：智能传感网络与边缘计算 本章将目光投向传感器系统的集成化和智能化。详细阐述了低功耗广域网（LPWAN）技术，如LoRaWAN和NB-IoT，在实现大规模、远距离传感器数据传输中的优势与局限性。针对实时性要求高的应用场景，本章深入分析了边缘计算（Edge Computing）架构对传感器数据的本地化处理能力。具体探讨了如何设计轻量级的算法模型（如TinyML），使其能够在资源受限的微控制器（MCU）上运行复杂的信号预处理和初步决策，从而减少云端带宽压力，并提升系统的响应速度和数据安全性。 第六章：新型材料与柔性电子在传感器中的前瞻性应用 本章展望了下一代传感器的发展方向。重点介绍了二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）在构建高导电性、高机械强度柔性传感元件方面的潜力。详细分析了基于这些材料的应变传感器和化学传感器的构筑方法，特别是如何通过溶液加工技术（如旋涂、喷墨打印）实现低成本、大面积的集成制造。此外，本章还涉及了生物相容性高分子材料在植入式、可穿戴传感器件设计中的应用，强调了在确保长期生物稳定性的前提下，如何维持高导电性和优异的机械柔顺性。 第七章：高精度数据采集与后处理系统的设计规范 本章侧重于将传感器原始信号转化为可用数据的工程实践。详述了高精度模数转换器（ADC）的关键参数选择，包括有效位数（ENOB）、积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）对最终测量精度的影响。讨论了抗混叠滤波器的设计，以及在多通道同步采集中，如何通过时钟抖动管理和硬件同步机制来保证数据的时间一致性。后处理部分，本章介绍了数字滤波器设计（如巴特沃斯、切比雪夫滤波器）的选择标准，并对比了时域和频域中的去噪技术在不同信号特性下的适用性。 本书内容旨在构建一个从微观器件原理到宏观系统集成的完整知识框架，强调理论深度、工程实践与前沿技术探索的有机结合。
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