{正版现货新书} 便携式光谱仪器及其应用:1:技术与仪器卷:1 9787122484970 (美)理查德·A. 克罗科姆(Richard A. Crocombe)，(美)宝琳·E. 利瑞(Pauline E. Leary)，(美)布鲁克·W. 卡姆拉特(Brooke W. Kammrath)主编

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作者(美)理查德·A. 克罗科姆(Richard A. Crocombe)，(美)宝琳·E. 利瑞(Pauline E. Leary)，(美)布鲁克·W. 卡姆拉特(Brooke W. Kammrath)主编

出版社化学工业出版社

ISBN9787122484970

出版时间2025-10

装帧精装

开本26cm

定价350元

货号18634003

上书时间2025-12-22

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目录
1 便携光谱学概论 001 1.1 概述 001 1.2 便携式光谱仪的定义和分类 001 1.3 性能 003 1.4 发展历史和应用现状 004 1.5 仪器设计与使能技术 007 1.6 结果生成 008 1.7 本书各卷概述 008 缩略语 010 参考文献 011 2 便携式仪器的工程化 012 2.1 尺寸/重量 012 2.2 接口示例 013 2.3 嵌入式计算机与外部个人计算机的比较 013 2.4 精简的功能 014 2.5 非光谱专家的目标 015 2.6 功率预算 015 2.7 电压转换 016 2.8 入侵防护等级（IP） 016 2.8.1 防护等级 016 2.8.2 密封外壳 017 2.9 测试密封 017 2.10 手套式操作/手动操作 018 2.11 显示 018 2.11.1 内容 018 2.11.2 亮度 018 2.11.3 可读性 019 2.11.4 指南 019 2.11.5 显示功率 019 2.11.6 温度范围 019 2.11.7 坚固性 019 2.12 热管理问题 020 2.12.1 通风系统的冷却性能 020 2.12.2 密封系统 020 2.12.3 探测器制冷 020 2.12.4 转移热量至环境空气 021 2.13 光学元件 023 2.14 干涉仪光学设计 023 2.14.1 传统迈克尔逊干涉仪 023 2.14.2 带角隅棱镜的迈克尔逊干涉仪 024 2.14.3 双摆干涉仪 024 2.15 干涉仪轴承 024 2.16 振动 025 2.17 震动冲击 026 2.18 电池 026 2.18.1 一次性电池与可充电电池的比较 026 2.18.2 电池管理 026 2.18.3 用户可更换电池 027 2.18.4 智能电池 027 2.19 静电放电（ESD） 027 2.20 人体工程学 028 2.21 激光安全 029 2.22 稳定性 030 2.22.1 质量 030 2.22.2 主动式热控制 031 2.22.3 较长的预热时间 031 2.22.4 干气吹扫 031 2.22.5 最小化光路长度 031 2.22.6 密封和干燥 032 2.22.7 频繁采集背景 032 2.23 服务 032 2.24 通信/无线连接 032 参考文献 033 3 用于风险物质现场识别的便携式傅里叶变换中红外光谱仪的设计考量 034 3.1 概述 034 3.2 FTIR系统组件 037 3.2.1 干涉仪概述 037 3.2.2 光学元件 038 3.2.3 干涉仪扫描系统 039 3.2.4 红外辐射源 040 3.2.5 红外探测器 042 3.2.6 计量激光 043 3.2.7 内反射样品接口 044 3.3 FTIR光谱仪的性能特点 046 3.3.1 FTIR光谱的权衡规则 046 3.4 建模与仿真指南：便携式仪器设计和开发 048 3.4.1 对新工具的需求 048 3.4.2 作为多维权衡规则的系统仿真 048 3.4.3 仿真模型架构 049 3.4.4 示例—光学和光源权衡研究 050 3.4.5 功率预算仿真 051 3.5 便携式FTIR性能基准 052 3.6 结论 053 缩略语 054 参考文献 055 4 基于近红外光谱技术的过程分析技术在制药工业中的应用 057 4.1 概述 057 4.2 连续制造和实时放行测试 057 4.2.1 连续制造 057 4.2.2 分析传感器及其定位 059 4.2.3 数据的化学计量学建模 060 4.3 近红外光谱PAT的实现 062 4.3.1 原材料鉴定 062 4.3.2 混合 063 4.3.3 制粒和过筛 063 4.3.4 挤出 064 4.3.5 压片 064 4.3.6 包衣 065 4.3.7 最终产品测试 067 4.4 结论 068 术语 068 缩略语 069 参考文献 070 5 MOEMS和MEMS—技术、效益和使用 077 5.1 概述 077 5.1.1 定义 077 5.1.2 MEMS简史 078 5.1.3 MEMS技术基础 079 5.1.4 近红外分析 080 5.2 光栅型光谱仪 081 5.2.1 固定光栅光谱仪 082 5.2.2 MEMS扫描光栅 083 5.2.3 基于DLP的光谱仪 085 5.2.4 基于扫描镜的微型光谱仪 086 5.3 傅里叶变换光谱仪 087 5.3.1 基于MEMS活塞镜的FTIR光谱仪 088 5.3.2 单片集成干涉仪 089 5.4 可调谐法布里-珀罗干涉仪 089 5.5 基于MEMS/MOEMS的光谱仪集成策略 091 5.5.1 基于MEMS系统的经典系统组装 092 5.5.2 堆叠 092 5.5.3 放置和弯折 093 5.5.4 芯片级集成 093 5.6 基于MEMS的近红外光谱仪的使用 093 缩略语 094 参考文献 095 6 便携式拉曼光谱学：仪器与技术 099 6.1 概述 099 6.2 拉曼光谱的优势与应用范围 099 6.3 拉曼光谱理论 100 6.4 拉曼系统基础知识 103 6.5 “便携式”、“手持式”与“微型”的区别 103 6.6 便携式拉曼光谱仪器的性能需求 104 6.7 激光器 105 6.7.1 激光器封装 107 6.8 光学滤波器和采样光学器件 108 6.9 光谱仪设计 110 6.9.1 光学工作台设计 111 6.9.2 衍射光栅 112 6.9.3 杂散光 113 6.9.4 探测器 113 6.9.5 电子设计 115 6.9.6 机械设计 116 6.10 样品接口和附件 117 6.11 光谱处理和分析 119 6.11.1 处理硬件 119 6.11.2 光谱处理 119 6.11.3 分析：使用谱库进行识别 120 6.11.4 分析：使用化学计量学进行定量分析 121 6.11.5 用户软件 121 6.12 特殊情况 122 6.12.1 荧光抑制 122 6.12.2 透过屏障检测 122 6.12.3 遥测 123 6.12.4 表面增强拉曼光谱 123 6.13 结论 123 缩略语 124 参考文献 125 7 滤光片的技术原理与应用 129 7.1 光谱学中滤光片的使用概述 129 7.1.1 光谱仪器类型 129 7.1.2 滤光片的种类 130 7.2 滤光片作为辅助滤波器的应用 137 7.2.1 中灰滤光片 137 7.2.2 作为CCD/CMOS均衡器滤波器的滤光片 137 7.2.3 滤光片作为排序滤波器 139 7.3 滤光片作为互补滤波器 140 7.4 作为波长选择元件的滤光片 142 7.4.1 即时检测仪器 145 7.4.2 白内障的诊断和治疗应用 145 7.4.3 点测量—用于谷物质量控制的手持式NIR光谱仪 146 7.4.4 成像应用—用于高光谱成像的连续可变带通滤波器 147 7.5 结论与展望 154 参考文献 155 8 便携式紫外可见光谱仪—仪器设计、技术路径及应用 157 8.1 概述 157 8.2 便携式紫外-可见光谱仪的典型构造 158 8.2.1 紫外-可见光谱仪的基本配置 158 8.2.2 光源 158 8.2.3 色散元件 159 8.2.4 探测器 160 8.2.5 接口、显示和数据存储 160 8.2.6 其他仪器 161 8.3 测量配置 161 8.3.1 反射型 161 8.3.2 吸收型 162 8.3.3 荧光型 163 8.4 紫外-可见光谱中使用的仪器类型 164 8.4.1 光栅-线性探测器阵列 164 8.4.2 数字微镜阵列 165 8.4.3 基于二维滤波器阵列的设备 165 8.4.4 基于智能手机摄像头的方法 167 8.4.5 “DIY”方法 168 8.4.6 紧凑型芯片光谱仪 169 8.4.7 独立智能手机光谱仪 169 8.5 便携式光谱仪的应用 170 8.5.1 颜色分析 170 8.5.2 生命科学检测 171 8.5.3 生物医学应用 172 8.5.4 水质测试 173 8.5.5 食品和饮料应用 174 8.5.6 地理传感应用 176 8.5.7 无人机和空中平台上的光谱仪 177 8.6 便携式光谱仪的挑战 178 8.6.1 工具还是玩具 178 8.6.2 需要可靠严谨的操作方法 178 8.6.3 噪声抑制 179 8.6.4 校准 179 8.6.5 设备之间的可重复性 179 8.7 展望 179 参考文献 180 9 智能手机技术—测量仪器及应用 184 9.1 概述 184 9.2 智能手机光谱分析的挑战 185 9.3 目前的研究进展 188 9.3.1 色散和分辨率 188 9.3.2 对焦 196 9.3.3 像素间的一致性 197 9.3.4 将蜂窝相机耦合到样品架 199 9.3.5 精度和误差传播 201 9.3.6 用户培训和方法有效性 203 9.4 结论和展望 203 参考文献 204 10 用于安全与安保的便携式远距离光学光谱 209 10.1 概述 209 10.1.1 动机 209 10.1.2 定义 210 10.1.3 本章范围 211 10.1.4 便携式远距离光学光谱学历史 211 10.2 便携式远距离光学仪器类型 212 10.2.1 点测量传感器 212 10.2.2 空间扫描（映射）传感器 213 10.2.3 宽视场成像（凝视）传感器 213 10.3 便携式远距离光学仪器技术 214 10.3.1 点测量和空间扫描 214 10.3.2 宽视场成像 214 10.4 便携式远距离光学光谱传感器的选择 221 10.4.1 现象学考虑 221 10.4.2 空间、光谱和时间方面的考虑 222 10.4.3 尺寸、重量、功耗和成本注意事项 222 10.4.4 环境因素 223 10.5 便携式远距离光谱传感器及其应用 223 10.5.1 生物威胁检测与识别 223 10.5.2 冷凝相化学战剂污染检测/测量/成像 225 10.5.3 气相远程化学云、化学战剂、有毒工业化学品的检测 228 10.5.4 爆炸物探测和识别 229 10.5.5 毒品侦查和鉴定 233 10.6 结论与未来方向 238 缩略语 238 参考文献 240 11 基于微等离子体的便携式光发射光谱仪 243 11.1 概述 243 11.2 便携式微等离子体文献综述 245 11.2.1 微型电感耦合等离子体 245 11.2.2 电极阴极放电 245 11.2.3 液体采样-大气压力辉光放电 247 11.2.4 液体电极等离子体 247 11.2.5 聚合物基底上的印刷微等离子体 248 11.2.6 3D打印微等离子体 248 11.3 结论 251 缩略语 251 致谢 251 参考文献 252 12 用于远距离化学品泄漏和威胁检测的便携式光电红外光谱传感器 255 12.1 概述 255 12.2 远距离气体检测的差分FTIR方法 255 12.2.1 背景 255 12.2.2 FTS背景 256 12.2.3 标准FTIR光谱仪 257 12.2.4 双输入光束干涉仪 257 12.2.5 CATSI原型机 258 12.2.6 目标气体检测 259 12.3 iCATSI传感器 262 12.3.1 背景 262 12.3.2 系统配置与设计 263 12.3.3 iCATSI的输出结果 263 12.4 用于地面污染检测的主动FTIR 264 12.4.1 主动iCATSI 264 12.4.2 系统配置与设计 264 12.4.3 主动型iCATSI的检测结果 265 12.5 指纹信号抓取：宽带便携式现场反射光谱仪 267 12.5.1 背景 267 12.5.2 设计概述 268 12.5.3 主要运行及性能参数 269 12.5.4 使用宽带便携式现场反射光谱仪获得的测量示例 270 12.6 气体滤波成像相关辐射测量 271 12.6.1 背景 271 12.6.2 高级图像分析和人工智能技术 273 12.6.3 实验原型（地面、直升机和气球） 273 12.6.4 实验室论证和现场测试 274 12.6.5 太空任务 276 12.7 结论 278 参考文献 278 13 手持式激光诱导击穿光谱 280 13.1 概述 280 13.2 手持式LIBS的技术路径 282 13.2.1 紧凑型脉冲激光器 282 13.2.2 紧凑型光谱仪 284 13.2.3 激光传输光学器件、检测光学器件和等离子体约束 287 13.2.4 光束光栅 289 13.2.5 气体吹扫 290 13.2.6 检测器时间门控 291 13.2.7 校准 293 13.2.8 紧凑型电子器件和电源 295 13.3 商用HHLIBS的技术指标 295 13.4 HHLIBS的应用场景 296 13.4.1 废料分拣 296 13.4.2 碳分析 297 13.4.3 可焊性碳当量 298 13.4.4 腐蚀 298 13.4.5 其他材料可靠性鉴定应用 299 13.4.6 其他应用 299 13.5 总结和未来展望 299 参考文献 300 14 小型化质谱—仪器、技术和应用 303 14.1 概述 303 14.2 仪器 304 14.2.1 离子引入和真空系统 304 14.2.2 采样和电离 307 14.2.3 质量分析器 310 14.2.4 质谱分析前的分离 313 14.2.5 检测器 314 14.2.6 数据采集、控制和解释 314 14.2.7 商用系统 315 14.3 应用 318 14.4 总结与展望 322 缩略语 322 进一步阅读 323 15 便携式气相色谱-质谱：仪器和应用 324 15.1 概述 324 15.2 便携式GC-MS的历史 325 15.3 便携性的关键组件 326 15.3.1 样本采集和引入 327 15.3.2 气相色谱 328 15.3.3 质谱 330 15.3.4 载气和真空要求 333 15.4 应用 335 15.4.1 环境方面的应用 335 15.4.2 CWA and TIC 336 15.4.3 火灾调查 337 15.4.4 非法药物 338 15.4.5 爆炸物的法证调查 338 15.4.6 大麻分析 339 15.4.7 石化 339 15.4.8 其他 339 15.5 便携式GC-MS的未来 340 缩略语 340 参考文献 341 16 手持式和台式分析仪器用高压质谱的发展 346 16.1 引言 346 16.2 高压质谱的离子阱开发 347 16.2.1 捕获离子运动表征 347 16.2.2 质量选择检测 349 16.2.3 QIT的质量分辨率 349 16.2.4 离子阱维度缩放和几何结构简化 350 16.2.5 微型MS对真空泵的要求 352 16.2.6 高压扩展方法 352 16.2.7 高压阱操作（约1?Torr） 354 16.3 商业化和应用 356 16.4 结论 360 缩略语 361 参考文献 362 17 便携式离子迁移谱仪系统的关键仪器发展 367 17.1 背景与历史 367 17.2 离子迁移谱原理 368 17.2.1 吸入离子迁移谱 369 17.2.2 非对称场离子迁移谱 369 17.2.3 漂移管离子迁移谱分析 370 17.3 当前的创新和未来的方向 385 17.4 结论 387 缩略语 387 符号 388 参考文献 389 18 手持X射线荧光仪器的X射线源 394 18.1 背景 394 18.2 微型X射线源 396 18.2.1 X射线管 396 18.2.2 高压电源 397 18.2.3 微型X射线源的物理示例 398 18.2.4 X射线通量和光谱 399 18.2.5 微型X射线源的辐射剂量 399 18.3 XRF靶阳极材料的选择 400 18.3.1 X射线管的高压设定 401 18.3.2 X射线滤光片 401 18.3.3 X射线阳极的选择 402 18.4 HHXRF X射线源的功能 406 18.4.1 环境压力测试 407 18.4.2 X射线高压稳定性 408 18.4.3 X射线通量稳定性和可重复性 408 18.4.4 多设置测试和通量线性 410 18.4.5 不同X射线源之间的X射线光谱稳定性 412 18.5 结论 416 参考文献 417 19 用于便携式能量色散XRF光谱分析的半导体探测器 418 19.1 概述 418 19.2 半导体探测器基本原理：信号形成 419 19.2.1 均匀场平行板几何结构 420 19.2.2 探测器分辨率：物理极限和电子噪声影响 421 19.3 便携式光谱探测器：设计和性能 429 19.3.1 Si-PIN二极管探测器 429 19.4 硅漂移探测器 432 19.5 硅探测器的量子效率：X射线入口窗口 433 19.5.1 环境噪声对半导体探测器性能的影响 436 19.6 结论 439 缩略语 440 参考文献 440 20 台式核磁共振波谱仪的现场部署应用 442 20.1 概述 442 20.2 NMR理论 444 20.3 磁体小型化 446 20.4 灵敏度和分辨率的改进 447 20.5 当前的bNMR波谱仪 447 20.6 应用 449 20.7 结论 450 参考文献 451 21 快速DNA分析—需求、技术和应用 454 21.1 对分析速度的需求 454 21.1.1 满足行业需求 454 21.1.2 2017年的《快速DNA法案》 456 21.1.3 快速DNA分析 457 21.2 技术 457 21.2.1 ANDE快速DNA分析系统 457 21.2.2 应用生物系统公司的快速DNA分析系统 462 21.2.3 成熟度评估 465 21.3 应用案例 466 21.3.1 办案登记站使用 466 21.3.2 认证DNA实验室应用 468 21.3.3 现场应用 471 21.4 局限性与重要注意事项 474 21.4.1 微量/珍贵样本问题 474 21.4.2 混合样本问题 475 21.5 未来展望与结论 475 缩略语 476 参考文献 477 22 便携式生物光谱学：现场应用 480 22.1 概述 480 22.2 本章内容概要 481 22.3 现场便携式光谱系统的属性 482 22.4 现场应用 483 22.4.1 生物防御 483 22.4.2 医疗和保健 486 22.4.3 食品和农业 487 22.4.4 环境污染监测 488 22.4.5 法医学 490 22.5 总结、挑战与展望 491 致谢 492 缩略语 492 参考文献 493

内容摘要
《便携式光谱仪及其应用：技术与仪器卷》系统阐述了便携式光谱仪的设计考量、工作原理、核心器件、制作技术和产品规范，是推动现场分析技术发展的权威指南。
本书以工程化视角深入解析便携光谱仪的设计挑战与技术路径：从尺寸/重量/功耗优化、电池管理、热控制、防震密封（IP等级)、人机交互等工程化考量，到滤光片、光栅、传感器、探测器等核心器件的设计与配置，再到傅里叶变换红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光谱、微等离子体发射光谱、激光诱导击穿光谱、质谱、离子迁移谱、X射线荧光光谱、核磁共振等光谱技术的便携化、小型化实现方案和技术进展；同时讨论了MEMS/MOEMS、智能手机光谱、远距离检测等技术专题以及便携式DNA分析仪和生物光谱仪等专用分析仪器；最后拓展至制药工业过程分析、食品安全、安全监测（爆炸物/毒品/生物威胁检测)、环境污染物追踪及法庭科学等实战场景，提供从硬件设计到数据分析的完整链条。
本书由国际权威专家撰写，融合工程细节与创新案例，内容兼具理论深度与实际应用价值，可供光谱仪器研发工程师、分析检测领域技术人员、高校分析化学/仪器科学专业师生以及制药、安检、环保等行业的现场应用决策者阅读参考。

精彩内容
《便携式光谱仪及其应用：技术与仪器卷》系统阐述了便携式光谱仪的设计考量、工作原理、核心器件、制作技术和产品规范，是推动现场分析技术发展的权威指南。本书以工程化视角深入解析便携光谱仪的设计挑战与技术路径：从尺寸/重量/功耗优化、电池管理、热控制、防震密封（IP等级)、人机交互等工程化考量，到滤光片、光栅、传感器、探测器等核心器件的设计与配置，再到傅里叶变换红外光谱、近红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光谱、微等离子体发射光谱、激光诱导击穿光谱、质谱、离子迁移谱、X射线荧光光谱、核磁共振等光谱技术的便携化、小型化实现方案和技术进展；同时讨论了MEMS/MOEMS、智能手机光谱、远距离检测等技术专题以及便携式DNA分析仪和生物光谱仪等专用分析仪器；最后拓展至制药工业过程分析、食品安全、安全监测（爆炸物/毒品/生物威胁检测)、环境污染物追踪及法庭科学等实战场景，提供从硬件设计到数据分析的完整链条。本书由国际权威专家撰写，融合工程细节与创新案例，内容兼具理论深度与实际应用价值，可供光谱仪器研发工程师、分析检测领域技术人员、高校分析化学/仪器科学专业师生以及制药、安检、环保等行业的现场应用决策者阅读参考。