現場熒光光譜技術及其應用

現場熒光光譜技術及其應用

图书基本信息
出版时间:2009-3
出版社:科學出版社
作者:尚麗平,楊仁杰 編著
页数:332
书名:現場熒光光譜技術及其應用
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現場熒光光譜技術及其應用
前言
  近年來,隨著石油化工、食品、環境檢測等領域對化學成分和結構的測量與控制需求的增加以及光電子器件、計算機和數據處理技術的發展,現場光譜技術應運而生。與傳統光譜技術相比,現場熒光光譜技術可以實現原位、實時、在線、快速地提供分析對象的定性定量性質,尤其是在過程控制分析中,能快速地反饋測量結果,為生產控制提供依據,具有更廣闊的應用前景。本書旨在通過系統地介紹現場熒光光譜原理、技術、儀器設計理論以及應用研究,推動現場熒光光譜技術在更多領域得到關注和應用。全書共分7章。第1章主要對現場光譜技術的產生、特點以及在各個領域的應用作了簡要介紹。第2章介紹了現場熒光光譜技術中常用的分析方法。第3章從現場熒光光譜測量系統各組成部分的分析和設計人手,詳細地分析了系統組成以及設計時應考慮的關鍵問題,如光源的選擇、光縴測量探頭的設計以及光譜信號探測等。第4章介紹了熒光光譜信號的采集和處理,包括光譜信號的處理電路和化學計量學、模式識別以及遺傳算法等多變量解析方法在光譜中的應用。其中,偏最小二乘法(partim least square,PLS)、平行因子算法(parallel factor,PARAFAC)、交替三線性分解(alternatmg trilinear decomposition,ATLD)算法等化學計量學方法以及以FisheI線性判別分析法、神經網絡為代表的模式識別與熒光光譜的結合,將現場熒光光譜技術的信息處理變得極具生命力,這些信息處理方法讓多組分物質的熒光光譜定量和定性分析變得可能。第5章∼第7章分別介紹了現場熒光光譜技術在環境、工業生產、農業等領域的應用。其中,第5章的便攜式全光縴熒光計和三維熒光光譜特征參量法是作者近幾年的研究成果,第6章和第7章介紹了現場熒光光譜方法在造紙、礦岩分類、石油錄井、生物發酵、葉綠素熒光等方面的研究和應用情況。  本書的主要特點是理論聯系實際,突出現場測量特點。在對各種熒光光譜技術的基本原理與方法進行簡要介紹的基礎上,著重突出現場熒光光譜測量系統設計以及在各個領域的應用,同時,注意反映當前國內外現場熒光光譜技術的最新動態和研究成果。
内容概要
  本書以現場熒光光譜技術及其應用研究為主線,全面地闡述了現場光譜的概念、特點、現場熒光光譜的關鍵技術及其典型應用。全書由四部分組成︰第一部分(第1章、第2章)分析了現場光譜技術的產生、特點,介紹了現場熒光光譜技術中常用的分析方法;第二部分(第3章)介紹了現場熒光光譜測量系統的組成及特點,對系統關鍵技術進行了闡述;第三部分(第4章)介紹了現場熒光光譜常用的數據處理方法,包括熒光信號的采集、光譜的預處理、化學計量學、模式識別等多變量解析法在熒光光譜中的應用;第四部分(第5章-第7章)重點闡述了現場熒光光譜技術在環境污染檢測、工業質量控制、農業領域中的研究與應用。  本書可供從事光譜傳感、過程檢測、監控診斷技術研究與應用的高等院校相關專業的教師、研究生、研究人員及工程技術人員參考閱讀。
书籍目录
前言第1章 緒論  1.1 前言  1.2 現場光譜技術    1.2.1 現場光譜技術特點    1.2.2 現場光譜技術與傳統光譜技術的區別    1.2.3 現場光譜技術的應用  參考文獻第2章 熒光分析法 2.1 常規熒光分析法    2.1.1 直接測定法    2.1.2 間接測定法  2.2 同步熒光光譜分析法    2.2.1 概述    2.2.2 恆波長同步熒光光譜分析法    2.2.3 恆能量同步熒光光譜分析法    2.2.4 可變角同步熒光光譜分析法    2.2.5 恆基體同步熒光光譜分析法  2.3 三維熒光光譜分析法    2.3.1 三維熒光的表示及特點    2.3.2 三維熒光光譜的獲得及應用  2.4 激光誘導熒光光譜分析法    2.4.1 原理及特點    2.4.2 測量裝置  2.5 固體表面熒光光譜分析法    2.5.1 原理及特點    2.5.2 測量裝置  2.6 時間分辨熒光光譜分析法    2.6.1 熒光壽命及其含義    2.6.2 測量方法與裝置  參考文獻第3章 現場熒光光譜測量系統  3.1 系統組成及特點    3.1.1 特點    3.1.2 系統組成  3.2 自動取樣和預處理裝置    3.2.1 液體樣品的自動取樣和預處理    3.2.2 固體樣品的自動取樣和預處理  3.3 光縴測量探頭    3.3.1 光縴特性及選擇    3.3.2 光縴測量探頭的設計  3.4 光源    3.4.1 分類及特點    3.4.2 激發光源的選擇原則    3.4.3 氙燈    3.4.4 氮分子激光器    3.4.5 YAG固體激光器    3.4.6 半導體二極管激光器 3.5 色散與成像系統    3.5.1 色散系統    3.5.2 成像系統  3.6 光電探測    3.6.1 性能指標與選擇原則    3.6.2 光電倍增管    3.6.3 光電二極管     3.6.4 自掃描光電二極管陣列探測器    3.6.5 CCD陣列光探測器    3.6.6 CCD與CMOS光探測器的異同   3.6.7 現場熒光光譜中多道探測器的選擇和應用  參考文獻第4章 光譜信號采集與處理 4.1 光譜信號處理電路    4.1.1 光電探測器和放大電路的連接    4.1.2 前置放大器    4.1.3 檢測器的偏置電路    4.1.4 電子濾波    4.1.5 光譜信號的采樣保持 ……第5章 熒光光譜在環境污染物檢測中的應用第6章 熒光光譜技術在工業生產過程監測中的應用第7章 熒光光譜技術在農業中的應用
章节摘录
  3.多組分定量分析  每種熒光化合物具有本身的激發光譜和發射光譜,因而在測定時相應地有激發波長和發射波長兩種參數可供選擇。  1)激發波長與發射波長組合法  在混合物測定時,通過選擇合適的激發波長或發射波長組合,可達到選擇性地測定混合物中某種組分的目的。例如,當混合物中各個組分的熒光峰相距很遠,彼此干擾很小時,可分別在不同的發射波長測定各個組分的熒光強度。倘若混合物中各組分的熒光峰相近,彼此嚴重重疊,但它們的激發光譜卻有顯著的差別,這時可選擇不同的激發波長進行校正。  2)其他方法  在選擇激發波長和發射波長之後仍無法達到混合物中各組分的分別測定時,可仿照分光光度法中聯合測定並解聯立方程式的辦法。對于混合物的熒光聯合測定,也有不采用解聯立方程式而采用校正圖的辦法。對于發射光譜相互重疊的雙組分或三組分熒光混合物的同時測定,在合適條件下,可應用類似于雙波長分光光度法的原理,采用多波長熒光法進行測定。上述這些辦法提出時,在當時的儀器條件是有效的,對拓寬熒光分析的應用範圍發揮了一定的作用,但方法畢竟比較繁瑣。隨著熒光分析在方法學和儀器方面的進展,現在可以采用更為先進的方法,諸如本書後面將要介紹的同步熒光光譜分析法、三維熒光光譜分析法、時間分辨熒光光譜分析法,以及化學計量學的方法,來達到分別測定或同時測定的目的。  3)應用事例  多組分定量分析在現場測量中具有很重要的意義。例如,在現場錄井過程中,通常利用人眼觀察岩屑、岩心的熒光,進行熒光錄井。這種常規手段對岩樣熒光分析有很大的局限性,由于人眼可見光範圍較窄,特別是凝析油、輕質油的大部分熒光都不在肉眼可見範圍內,而不同的地質人員對同一樣品的熒光顯示描述不一致,熒光顯示常被忽略,岩樣定量熒光分析法可以有效地解決上述問題。  理論分析和大量定量熒光分析結果表明︰油層、油水同層、水層在定量熒光分析圖譜上都出現熒光峰,但其熒光信號波形(熒光峰值波長)、熒光強度、峰值之間的比值和含油濃度是不相同的;不同性質原油的物理性質差異較大,其熒光光譜特征存在較大差別,主要表現在熒光波形、峰值波長、各峰值間的比值等方面的差異。通過分析峰的位置、大小及其相對之間的關系可以判別油層、水層、含油級別以及油的件質。
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评论与打分
  •     這本書對當前生命科學研究前沿進行概括,對生命科學領域的研究人員具有很好的參考價值。
  •     內容稍簡單~~~
  •     看了目錄,內容整體感覺還不錯。但可能比較廣泛,未必非常精。
    唯一的不足就是當當送來的書籍不是很干淨,本來一本新書,讓人感覺不是很好!