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特色一：内容较以有教材较为丰富，增加案例对抽象知识解析；特色二：教材结构更合理，从程序设计基本概念介绍开始，逐步深入的渗透知识点；特色三：加入较为常用、实用的案例为学生搭建准企业平台；特色四：教材整体上从简到难，逐步递增，每章也是从简到难，将门槛降低，更能消除学生对编写程序的恐惧。
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| 內容簡介： |
人类的日常生活和各种工业生产都不可避免地与各种各样的气体密切相关。气体传感器是传感器中的一个重要类别，也是传感器中品种及数量*庞大的、实用化程度*的一类。混合气体中的声传播谱，即依赖于声频率的声吸收和声速频散谱线，具有随气体成分改变而变化的特性。基于声传播谱的气体传感技术，因其可直接获得气体分子结构信息的突出优势，成为当前具有发展潜力的气体传感技术之一。该气体传感技术具有在线检测、无损检测、快速响应、微低功耗、组成简单、长时间工作稳定，以及测量精度高等优点，在工业过程控制、职业健康与安全、环境与排放监测等领域有着广泛的应用前景。本书讨论了以下4个问题： ①如何建立多元混合气体中声传播谱的理论预测模型； ②如何定性和定量地分析声传播谱与混合气体成分关系； ③如何避免声传播谱传统测量方法存在需要不断变化气体腔体的问题，给出声传播谱的实用化测量方法； ④如何利用声传播谱进行气体成分定性和定量检测。
本书可作为从事气体分子声学理论研究和气体传感机理研究的研究人员及工程技术人员的参考资料。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论
1.1气体传感技术和超声波传感器概述
1.1.1气体传感技术
1.1.2超声波传感器
1.2基于声传播特性的气体传感技术
1.3本书的研究意义
1.4本书研究内容和组织结构
1.4.1本书的研究内容
1.4.2本书的组织结构
第2章气体介质中声传播谱的理论基础
2.1理想气体中声传播的热力学理论
2.1.1理想气体
2.1.2理想流体介质中声传播的三个基本方程
2.1.3声波动方程
2.1.4绝热过程的理想气体状态方程
2.2声波在非理想气体介质中的吸收和频散
2.2.1非理想气体介质中的经典声吸收
2.2.2非理想气体介质中的声弛豫过程
2.2.3气体分子弛豫吸收理论的发展历程
2.2.4DL理论模型的存疑
小结
第3章多元混合气体声传播谱的理论预测模型
3.1混合气体声经典吸收谱的计算
3.1.1混合气体黏度系数
3.1.2混合气体热传导系数
3.1.3混合气体声经典吸收谱的计算结果
3.2多元可激发混合气体声弛豫谱的解析模型
3.2.1单一弛豫过程的唯象理论
3.2.2混合弛豫气体的有效定体摩尔热容
3.2.3混合气体振动弛豫方程
3.2.4碰撞能量转移概率的求解
3.2.5内外自由度温度变化率之比的数值解
3.2.6混合气体声复合弛豫谱的解析表达式
3.3解析模型的仿真和分析结果
3.3.1仿真结果与实验结果的对比
3.3.2声弛豫谱的解析分析
3.3.3振动振动量子交换数对声弛豫吸收谱的影响
小结
第4章声传播谱与气体成分的关系分析
4.1多模式振动弛豫的解耦合
4.1.1内外自由度温度变化率之比的解析结果
4.1.2混合气体有效热容的解耦合表达式
4.1.3基于解耦合模型的声弛豫吸收谱仿真结果
4.1.4解耦合过程与声弛豫吸收谱的关系
4.2声弛豫吸收谱的分解
4.2.1声复合弛豫吸收谱的可分解特性
4.2.2单一解耦合弛豫吸收谱的模式贡献度
4.2.3复合弛豫吸收谱的分解仿真结果
4.2.4解耦合单弛豫吸收谱的振动模式贡献度分析
4.3声弛豫过程的三要素
4.3.1弛豫过程三要素与声传播谱的关系
4.3.2外部环境对弛豫时间的影响
4.4振动能量转移速率影响声弛豫过程形成的分析
4.4.120%N280%CH4中振动能量转移速率影响
声弛豫过程形成的分析
4.4.220%N280%CO2中振动能量转移速率
影响声弛豫过程形成的分析
4.4.35%Cl275.05%N219.95%O2中振动能量
转移速率影响声弛豫过程形成的分析
小结
第5章声传播谱的实用化重建算法及其在气体检测中的应用
5.1不同热力学过程下的振动弛豫时间
5.2单一弛豫过程有效热容的重建算法
5.2.1基于两频点声测量值的单一弛豫过程有效热容
5.2.2PL重建算法的更正推导
5.3基于特征点的声弛豫谱重建算法
5.3.1特征点重建算法
5.3.2特征点重建算法的仿真结果
5.3.3特征点重建算法合成误差和频率选择
5.4重建算法在气体检测中的应用
5.4.1PL重建算法在气体检测中的应用
5.4.2特征点重建算法在气体检测中的应用
5.4.3基于有效弛豫区域的气体检测原理
小结
第6章总结与展望
6.1本书研究内容总结
6.2后续研究展望
参考文献
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| 內容試閱：
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前言随着经济发展和现代工业进步，人们在日常生活和各种工业生产活动中所排放的气体种类、数量都日益增长。特别地，在化工、石油、煤炭、电力、汽车、医药等工业行业中都要求对各种气体介质进行计量和控制，这对于保证产品质量、节省能源、降低原材料消耗具有重要意义。在大多数情况下，这些气体都是有毒有害气体，它们在大气中的排放会对环境造成很大的污染，进而影响生态平衡，甚至导致爆炸、火灾、中毒等重大事故，给家庭、工业生产甚至国家造成巨大损失，危害人类生命和财产安全。为了保护人类赖以生存的自然环境，对各种气体在环境中的排放进行有效监控、检测成为一项重大的课题。气体传感器是传感器中的一个重要类别，也是传感器中品种及数量最庞大的、实用化程度最高的一类。越来越多的气体传感器正被广泛地应用，在工业过程控制、职业健康与安全、环境与排放监测、住宅健康与安全等方面起到了至关重要的作用。气体传感器能将气体种类及其浓度等信息转换成电信号，根据所测得电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中存在情况相关的信息，实现检测、监控以及报警等目的。当前各种气体的快速检测技术发展迅猛，各种检测技术会根据被测气体性质、实际检测条件、检测精度的差别，具有不同的检测原理、适用范围和优缺点。因此，已有的气体检测技术仍需根据检测的实际情况不断研究创新，以满足不同的检测要求。基于声传播谱的气体检测技术，以其快速检测、无损检测、不易受污染影响、硬件简单、性价比高等优点，特别是可直接获得气体分子结构信息的突出优势，成为一种具有广泛应用前景的新型气体传感技术。本书总结作者和研究团队近七年的研究成果，系统讨论了基于声传播谱的气体传感的基础理论，其内容涉及声传播谱的建模、分析、重建和气体检测应用4个方面。本书的出版得到了国家自然科学基金地区项目基于声谱特征点的多元可激发混合气体检测方法研究（批准号： 61461008）的资助。其相关研究内容先后得到过国家自然科学基金项目基于声谱特征点的多元可激发混合气体检测方法研究（批准号： 61461008）、气体成分与弛豫信息对应关系的声谱盲分解研究（批准号： 61371139）、基于超声波谱的气体探测（批准号： 60971009）、基于有效弛豫时间的声学气体探测方法研究（批准号： 61001011），贵州省科学技术基金项目基于分子弛豫有效热容的煤层瓦斯气体超声检测方法研究（批准号： 黔科合J字［2015］2065号），贵州理工学院高层次人才引进项目大气碳排放的超声监测方法研究（批准号： XJGC20140601）的资助。对于本书的出版，首先要衷心感谢华中科技大学的博士研究生导师王殊教授。恩师国际化的视野、前沿而精髓的学术造诣、严谨勤奋的治学风格令我钦佩不已； 先生温而不厉、威而不猛、恭而安的人格魅力让我明白了许多为人处世的道理，深刻影响着我的工作和生活。我必将时刻牢记恩师的教诲走好我的人生道路。其次，要感谢朱明副教授。他和我亦师亦友，每当我有学术问题向他请教时，他总能给予准确的答复并使我深受启迪； 每当我在生活中遇到困难时，他总能及时为我排忧解难。谨以此书献给所有关心、鼓励、帮助过我的良师、益友、家人们。天地有大道而不言，有太多的奥秘等着我们去解答。值此书整理结束之际，才发现自己其实只完成了原定目标的一部分工作，真切知道自己原来有太多的不知道，真切感到在未来的学术道路上还需上下而求索。面对人生的诸多困难和挫折，我想用一句话与大家共勉： 如果你的前面有阴影，你的背后一定有阳光（Even the darkest cloud has its sliver lining.）。限于作者水平，书中难免存在不妥之处，真诚希望专家和读者对本书提出批评和指正。
作者2018年3月于贵州理工学院
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