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『簡體書』温度测量实用技术 第2版

書城自編碼: 3472730
分類: 簡體書→大陸圖書→工業技術機械/儀表工業
作者: 王魁汉 等
國際書號(ISBN): 9787111641889
出版社: 机械工业出版社
出版日期: 2020-01-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 834

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編輯推薦:
1)本书全面系统地介绍了温度测量的基本原理与实用技术,内容新颖,具有很强的系统性、科学性、先进性和实用性,并兼有工具书的特点。
2)本书是作者40多年实践经验的结晶,是一本实用、先进的测温技术大全。
內容簡介:
本书从温度测量实际出发,全面系统地介绍了温度计量与测试的基本原理与实用测温技术。全书内容包括:温度与温标的基础知识及测温技术的新进展,膨胀式温度计、电阻温度计、热电温度计及辐射温度计的工作原理、结构、特性、选择与应用,光纤温度传感器等新型温度传感器,测温防爆技术,热电偶保护管所用材料的分类、特性及应用,温度量值传递、测温系统在线原位校准与标准化,固体内部与表面、气体、高温熔体、核电站、芯片与半导体以及航空航天、冶金、石油化工等领域的实用测温技术与应用。本书内容全面、新颖,紧密联系实际,反映了国内外有关测温的新理论、新动向,具有很强的系统性、科学性、先进性与实用性。
目錄
第2版序
第2版前言
第1版序
第1版前言
第1章温度测量概述1
1.1温度与温标1
1.1.1温度1
1.1.2温标1
1.21990年国际温标(ITS-90)简介4
1.2.1定义固定点4
1.2.2标准仪器5
1.2.3内插公式5
1.3温度测量基础10
1.3.1温度测量的基本原理10
1.3.2温度计的选择10
1.4温度测量技术的新进展14
1.4.1接触式测温技术的新进展14
1.4.2辐射测温技术的新进展17
1.4.3暂行低温温标(PLTS-2000)0.9mK~1K简介20
1.4.4金属-碳共晶点高温温度标准20
第2章膨胀式温度计23
2.1玻璃液体温度计23
2.1.1特性与分类23
2.1.2原理与结构23
2.1.3使用注意事项与测量误差27
2.2压力式温度计28
2.2.1原理与结构28
2.2.2使用注意事项与测量误差31
2.3双金属温度计32
2.3.1原理与结构32
2.3.2使用注意事项与测量误差34
2.3.3带热电阻(偶)、温度变送器的双金属温度计35
2.4产品型号的组成36
第3章电阻温度计(热电阻)38
3.1电阻温度计及其特性38
3.1.1特性38
3.1.2原理38
3.1.3标准铂电阻温度计40
3.2热电阻的结构42
3.2.1感温元件42
3.2.2内引线形式44
3.2.3保护管45
3.3工业热电阻46
3.3.1热电阻的分类与性能46
3.3.2常用工业热电阻49
3.3.3铠装热电阻52
3.3.4薄膜铂电阻54
3.3.5厚膜铂电阻55
3.3.6热电阻的选择56
3.4热敏电阻58
3.4.1热敏电阻材料及特性58
3.4.2热敏电阻的结构与使用
注意事项63
3.5测量线路70
3.5.1电阻法(电桥法)71
3.5.2电位法(电位差计法)73
3.5.3工程测温仪表75
3.5.4热电阻检测设备76
3.6使用注意事项及测量误差77
3.6.1灵敏度与自热效应77
3.6.2实际电阻值对R0偏离的影响79
3.6.3连接导线与绝缘电阻的影响79
3.6.4连接导线温度变化的影响80
3.6.5动态特性80
3.6.6安装方法81
3.6.7热电阻的劣化与使用寿命82
3.6.8稳定性误差83
3.6.9校准与精度管理83
3.6.10热电阻型号84
第4章热电温度计(热电偶)86
4.1热电偶测温原理与特点86
4.1.1特点86
4.1.2原理86
4.1.3热电偶标志、分度号与分度函数89
4.1.4基本定律95
4.2热电偶的分类与特性99
4.2.1贵金属热电偶、廉金属热电偶与难熔金属热电偶100
4.2.2标准化热电偶101
4.2.3非标准化热电偶116
4.2.4热电偶的选择与使用寿命122
目录4.3钨铼热电偶的特点与防氧化技术125
4.3.1钨铼热电偶的特点与分类125
4.3.2钨铼热电偶在氧化气氛中的稳定性130
4.3.3钨铼热电偶在非氧化气氛中的稳定性133
4.3.4钨铼热电偶的劣化及使用后折损分析133
4.3.5工业钨铼热电偶技术条件135
4.3.6钨铼热电偶防氧化技术与应用137
4.4热电偶的结构与分类141
4.4.1工业热电偶简介141
4.4.2带有校准孔的新型热电偶142
4.4.3铠装热电偶与高性能实体热电偶143
4.4.4柔性电缆热电偶154
4.4.5特种热电偶156
4.4.6接线端结构158
4.4.7热电偶型号162
4.5补偿导线164
4.5.1补偿导线的特点与原理164
4.5.2补偿导线的型号、规格与标志165
4.5.3补偿导线的基本参数170
4.5.4补偿导线的使用172
4.5.5特种补偿导线174
4.6测温线路183
4.6.1参比端183
4.6.2测温线路186
4.6.3温度变送器191
4.7热电偶安装用螺纹与法兰209
4.7.1螺纹209
4.7.2法兰211
4.7.3安装固定装置的承压能力214
4.8热电偶的使用与测量误差217
4.8.1热电偶的焊接、清洗与退火217
4.8.2热电偶及补偿导线的劣化220
4.8.3铠装热电偶的分流误差、劣化与高温漂移224
4.8.4热电偶的使用注意事项与测量误差228
4.8.5在感应条件下测温的干扰与抗干扰236
4.8.6检定、校准与精度管理236
4.8.7工业钨铼热电偶的校准装置与校准238
4.8.8表面温度计检定装置239
4.8.9热电偶时间常数测量装置与应用242
第5章辐射温度计251
5.1辐射测温原理252
5.1.1热辐射252
5.1.2黑体辐射与发射率254
5.1.3黑体辐射定律256
5.2光谱辐射温度计258
5.2.1光学高温计的原理与结构258
5.2.2光学高温计的使用及测量误差264
5.2.3光电高温计的原理、结构及使用266
5.3辐射高温计268
5.3.1辐射高温计的原理与分类268
5.3.2辐射感温器的结构269
5.3.3辐射高温计的使用及测量误差271
5.3.4前置反射器辐射高温计275
5.4比色温度计275
5.4.1比色温度计的原理与分类275
5.4.2比色温度计的结构277
5.4.3比色温度计的使用及测量误差279
5.5辐射温度计的选择与型号280
5.5.1辐射温度计的选择280
5.5.2辐射温度计的型号282
5.6部分辐射温度计283
5.6.1部分辐射温度计的原理与分类283
5.6.2红外温度计的特点与性能284
5.6.3红外温度计的原理与结构286
5.6.4红外探测器287
5.6.5红外热像仪290
5.6.6红外温度计的选择292
5.6.7红外温度计的使用295
5.6.8红外热电偶296
5.7多光谱辐射温度计298
5.7.1多光谱辐射温度计的原理与结构298
5.7.2多光谱辐射温度计的使用及测量误差301
5.8亚历山大效应光谱高温仪303
第6章新型温度传感器305
6.1光纤温度传感器305
6.1.1光纤温度传感器的原理与特性305
6.1.2接触式光纤温度传感器310
6.1.3非接触式光纤温度传感器314
6.1.4分布参数式光纤传感器320
6.1.5光纤光栅温度传感器322
6.1.6光纤测温技术的应用324
6.2连续热电偶326
6.2.1连续热电偶的工作原理326
6.2.2连续热电偶的结构与性能328
6.2.3连续热电偶的应用332
6.3数字温度传感器333
6.3.1AD590集成电路温度传感器333
6.3.2DS1820与DS18B20智能温度传感器336
6.3.3新型无线温度传感器341
6.4石英温度计341
6.4.1石英温度计的原理与特性342
6.4.2石英温度计的性能与应用343
6.5声学温度计344
6.5.1声学测温原理345
6.5.2声学测温方法345
6.5.3超声波温度计346
6.6热噪声温度计349
6.6.1电阻式热噪声温度计349
6.6.2比较式热噪声温度计350
6.7核四级共振温度计351
6.7.1核四级共振温度计的特性与原理351
6.7.2核四级共振温度计的测温系统与应用352
6.8示温、感温材料354
6.8.1示温涂料354
6.8.2液晶358
6.8.3感温铁氧体360
6.8.4测温锥361
6.9炉温跟踪仪369
第7章测温防爆技术373
7.1概述373
7.2我国爆炸危险环境电气安全规范和标准373
7.2.1爆炸危险环境电气安全规范374
7.2.2爆炸性环境用防爆电气设备制造标准375
7.3爆炸性混合物376
7.3.1爆炸性混合物的基本特性376
7.3.2爆炸性混合物的类、级、组别划分380
7.4爆炸危险环境的区域划分384
7.4.1爆炸危险环境的分类和分区384
7.4.2爆炸危险环境区域等级的判断方法384
7.5防爆电气设备的防爆原理387
7.6防爆电气设备的基本技术要求388
7.6.1防爆电气设备的通用技术要求388
7.6.2防爆电气设备的隔爆型技术要求395
7.6.3防爆电气设备的增安型技术要求405
7.6.4防爆电气设备的本质安全型技术要求406
7.7防爆电气设备的标志416
7.8防爆电气设备设计与型号表示418
7.8.1防爆电气设计418
7.8.2隔爆热电偶(阻)型号420
第8章热电偶保护管422
8.1绝缘物与保护管422
8.1.1绝缘物422
8.1.2保护管简介424
8.1.3金属保护管425
8.1.4非金属保护管428
8.1.5金属陶瓷保护管441
8.1.6有机物与有机涂层保护管445
8.1.7复合型保护管445
8.1.8套管的结构与安装446
8.2保护管使用时应注意的问题450
8.2.1保护管的耐热冲击性450
8.2.2保护管的腐蚀与防护451
8.2.3高温高强耐磨合金与保护管表面改性456
第9章温度量值传递、检定、校准与标准化467
9.1温度计量器具的检定467
9.1.1温度量值传递467
9.1.2温度计量器具检定系统467
9.2温度计量器具的校准476
9.2.1校准的目的与特点476
9.2.2测量系统准确度的评定方法476
9.2.3离线式分立元件校准法的弊端476
9.2.4在线原位校准法的优点478
9.2.5离线式分立元件校准法与在线原位校准法应用对比479
9.2.6便携式在线温度校准仪484
9.3温度领域的标准化486
9.3.1标准及标准化486
9.3.2ASTM在温度领域的标准化工作487
9.3.3国际电工委员会第65技术委员会(IECTC65)简介488
第10章实用测温技术与应用489
10.1固体内部温度测量489
10.1.1接触法测量固体内部温度489
10.1.2非接触法测量固体内部温度491
10.2固体表面温度测量491
10.2.1固体表面温度测量的特点491
10.2.2静止表面的温度测量492
10.2.3移动表面的温度测量495
10.2.4带电物体表面的温度测量499
10.2.5移动细丝表面的温度测量500
10.2.6摩擦表面的氪化测温技术501
10.2.7连铸二次冷却区钢坯及轧辊表面的温度测量501
10.2.8铝棒或铝板表面温度快速测量503
10.3气体温度测量504
10.3.1高速气流的温度测量504
10.3.2高温气体的温度测量508
10.3.3超高压力下的温度测量515
10.3.4微波场温度测量517
10.4真空炉温度测量518
10.4.1真空炉温度测量对热电偶的要求518
10.4.2真空炉专用密封式热电偶519
10.4.3真空炉测温准确度的影响因素522
10.5高温熔体温度测量523
10.5.1高温盐浴炉温度测量523
10.5.2钎焊炉温度测量526
10.5.3铝及其合金熔体的温度测量528
10.5.4铝电解液温度测量531
10.5.5铜液连续测温533
10.5.6间歇式测量钢液温度535
10.5.7消耗型光纤辐射温度计测量钢液温度547
10.5.8黑体空腔红外辐射温度计测量钢液温度550
10.5.9钢液连续测温553
10.5.10铁液连续测温566
10.6核电站温度测量仪表566
10.6.1核电站仪表的特点567
10.6.2核电站仪表的分级567
10.6.3安全级温度传感器的质量鉴定569
10.6.4核电站温度仪表的应用569
10.7热量与热流测量仪表570
10.7.1热量表570
10.7.2热流计573
10.8芯片与半导体集成电路生产过程中的温度测量577
10.8.1芯片运行过程中的温度测量577
10.8.2半导体集成电路生产过程中的温度测量579
10.9行业测温实用技术582
10.9.1航空航天领域的温度测量582
10.9.2隧道窑、高炉与热风炉的温度测量586
10.9.3造纸、粮食及食品工业的温度测量588
10.9.4渗碳炉、多用炉的温度测量589
10.9.5符合美国宇航材料标准SAE AMS 2750E的温度测量592
10.9.6火电与石油化工行业的温度测量600
10.9.7石油化工反应器的温度测量607
10.9.8煤化工气化炉的温度测量612
10.9.9阳极焙烧炉的温度测量614
10.9.10玻璃与橡塑工业的温度测量616
10.9.11铝电解质温度与成分在线测量619
10.9.12垃圾焚烧炉的温度测量620
10.10现场测温典型故障分析与对策622
附录629
附录A 第3章相关内容附录629
附录B 第4章相关内容附录634
附录C 第5章相关内容附录651
附录D 第7章相关内容附录654
附录E 第8章相关内容附录661
附录F 温度测量相关标准目录663
参考文献666
內容試閱
第2版前言
温度是一个基本的物理量,几乎所有的生产过程及科研工作都与温度密切相关。因此,对于温度传感器的开发、选择、校准与正确使用,保证准确地测量与控制温度,对科研与生产都十分重要。例如,火箭液氢储罐的温度仅-263℃10K左右,而火箭发射燃烧的温度高达2500℃以上,对于超低温、超高温物理现象、等离子加热技术等都需要准确地测量与控制温度。由传感器、智能化仪表所构成的测控系统,是不可缺少的基础技术与装备核心,对促进我国工业转型升级,完成《中国制造2025》强国战略,发展战略性新兴产业,推动现代化国防建设,保障和提高人民生活水平,将发挥重要作用。
1971年东北工学院(现东北大学)筹建温度计量室,委派我赴北京国家计量院温度室学习,初步了解低、中、高温度传感器的性能、结构、校准与检定。1972年又为辽宁省计量局举办温度计量培训班,赴哈尔滨工业大学进修,有机会系统学习各种温度传感器的基本原理与应用。1973年在参照清华大学与哈尔滨工业大学教材的基础上,为辽宁省计量局编写了《温度及其测量方法》。1987年与1991年又分别编写出版了《热工测试技术》与《温度测量技术》。2007年编写出版了《温度测量实用技术》(以下简称第1版)。第1版内容很实用,颇受读者欢迎。为了适应时代发展的需求,保持本书的生命力,帮助读者解决新问题,应机械工业出版社及朋友之邀,我们决定对第1版进行修订再版。
本次修订的重点是:增添新型温度传感器、新材料、新型测温技术与新理论。新增辐射测温技术最新进展及多波长温度计,由清华大学符泰然副教授编写;热电偶用温度变送器,由原上海模数仪表有限公司总经理金建民高工编写;热电偶时间常数测量装置与应用,由沈阳东大传感技术有限公司总经理夏春明高工编写;核电站温度测量仪表等,由苏州赛新自动化科技有限公司总经理宋平高工编写;航空发动机中高速与高温气流的温度测量,由304所赵俭研究员编写;石油化工反应器及煤化工气化炉温度测量,由天津市中环温度仪表有限公司总经理刘瀚孺高工编写。原上海工业自动化仪表研究院有限公司防爆站站长胡富民高工对第7章中测温防爆技术做了修订,其余各章的修订工作皆由王魁汉教授完成。全书由王魁汉教授统稿,宋平高工对全书进行了整理。
在学习、借鉴与总结国内外先进理念的基础上,结合作者40多年的实践经验,本书将更加紧密联系生产实际,具有很强的系统性、科学性、先进性与实用性,并兼有工具书的特点,是一本难得的实用测温技术大全。
在本书编写过程中,得到了中国仪器仪表协会、温度仪表专业协会领导的鼓励与关照,浙江乐清市华东仪表厂董事长吴兴华高工、浙江伦特机电有限公司董事长吴加伦高工等同行业朋友,提供了一些有益的资料和帮助,在此一并表示衷心感谢。
由于传感器的知识深广,科技发展迅猛,而作者水平有限,书中不足之处在所难免,敬请读者指正。
王魁汉

第1版前言
传感技术是现代信息技术的三大支柱之一。它是信息获取、处理及传输的源头,是自动化的技术基础。它是计算机、信息处理等综合性高技术密集型前沿技术之一。各国都在积极开发新型传感器。伴随传感技术的发展,每个领域都将呈现出种类繁多、型号各异的传感器。温度传感器就是一种最常用的家喻户晓的传感器。因此,如何对温度传感器进行最佳选择、校准及使用将是十分重要的。
温度是一个基本的物理量,它是生产过程中应用最普通、最重要的工艺参数,无论是工农业生产,还是科学研究、国防现代化,都离不开温度测量。它是现代测试技术中应用频率最高的技术之一。然而,温度的准确测量并非轻而易举,即使有了准确度很高的温度计,如果测量方法选择不当,或者测量环境不能满足要求,皆难以得到预期结果。目前,有关温度测量实用技术的专著很少。作者长期从事温度测量与材料科学的理论与应用技术研究,切身感到实用测温技术的重要性、复杂性及实施的困难。作者曾在1991年撰写《温度测量技术》一书,颇受欢迎,很快销售一空,海内外的读者纷纷要求再版,美国学者希望能有英文版本。在中国温度仪表专业协会、仪表材料分会的支持与关怀下,在同行专家的鼓励下,决心再撰写一本材料更新颖、内容更实用、理论更系统、结构更科学的新著,并邀请国内知名专家及富有实践经验的企业家、工程技术人员参与撰写。
本书从温度测量实际出发,全面系统地介绍了温度测量实用技术。全书内容包括:1990年国际温标,各种温度计的工作原理、特性、选择与应用;温度传感器的防腐、耐磨、隔爆、防爆技术,温度量值传递溯源、测温系统的校准与标准化;固体表面与内部、气体、液体温度测量,温度测量在相关行业的实际应用,以及现场测温的典型故障分析与对策等。书中还收录了现行国际标准,美、英、德、日等国家标准中关于温度测量的技术数据。在内容上紧密联系生产实际,力求学以致用。其他专著中很少涉及的有关传感器的防爆技术,连接、安装用螺纹、法兰与接插件,本书也做了适当介绍。本书不仅系统地收集了国内外新型温度传感器及测温技术方面的新成果、新动向,还凝聚了作者多年的教学与科研成果及现场测温经验。
温度测量实用技术第2版第1版前言本书深入浅出,注重实用,具有很强的实用性、先进性,并具有一定的指导作用,兼有教材与工具书的特点,可谓是一本难以寻求的实用测温技术大全。本书可供冶金、石化、机械、电力等行业的工程技术人员、工人参考,也可供相关专业在校师生、研究人员参考。
本书由王魁汉教授等编著。其中,第3章3.5节由张明高工编写;第4章4.7节由华东仪表厂吴兴华厂长编写;第6章6.1、6.2节由沈阳工业大学贾丹萍副教授编写;第6章6.5节由沈阳航空学院田丰教授编写;第7章由上海工业自动化仪表研究所国家级仪器仪表防爆安全监督检验站原站长胡富民高工编写;第8章8.1至8.5节由北京科技大学黄进峰博士编写;第9章9.1节由辽宁省计量科学研究院侯素兰高工编写;第10章10.3至10.5节、10.7节由春晖仪表公司邹华总经理、天津中环仪表公司刘汉杰总经理、上海自动化仪表三厂宋平总工、沈阳测温仪表厂孙新国总工、肇庆自动化仪表公司吴珏总经理、东北大学刘喜海副教授编写;其他章节由王魁汉教授编写。全书由王魁汉教授统稿。
在编写过程中,辽宁省计量科学研究院黄成新教授协助对全书进行整理、归纳,还得到西仪集团温度仪表厂宋普厂长、浙江伦特机电公司吴加伦总经理、辽宁省计量科学研究院宋德华教授等许多专家、朋友的指导与帮助。在此一并致以诚挚谢意!
作者虽然在测温领域耕耘30多年,但书中不足之处在所难免,敬请广大读者批评指正。希望本书在促进我国测温技术的发展、缩小我国温度仪表与先进国家的差距、创立温度仪表民族品牌等方面发挥其作用。
王魁汉

第2版序
温度是度量世界中最基本的物理参数之一,研究、开发精确、稳定、灵敏的温度传感器,实现高精度、高响应性的温度精准测量对于人类掌握自然规律和控制物理与化学过程具有极为重要的意义。特别是近年来智能制造已成为技术革命的核心,自然界、工程中温度的精准、快速、稳定的感知,成为诸多行业智能制造的重要前提条件,受到广泛的关注和重视。
长期以来,王魁汉教授致力于温度测量技术的教学和研究工作,辛勤耕耘,取得了丰硕的成果。2007 年他总结前期的教学与研究工作,编著出版了《温度测量实用技术》(以下简称第1版)一书,适应了当时温度精准测量、服务我国科技发展的迫切需求。近年来,第四次工业革命方兴未艾,诸多工业与研究领域,对于温度测量提出了更高的要求。从高达数千摄氏度的高温到零下数百摄氏度低温的测量,复杂多变、干扰纷杂、极端危险环境的温度可靠、稳定、安全测量等,温度测量技术面临众多迫切的需求和巨大的挑战。另一方面,如何根据具体的测量要求,合理应用最适用的温度测量技术,并管理、优化温度测量技术与进程,是成功应用温度测量技术,并开辟温度测量施展功能的新领域,是温度测量研究与开发方面的研究重点。在温度传感技术的应用方面,王魁汉教授和相关领域的专家、学者开展了卓有成效的工作,取得了重要的创新成果,积累了宝贵的经验。他们总结、汇聚了领域内外专家、学者的出色工作,并系统总结、提高,在第1版的基础上撰写了本书,奉献给广大读者,相信本书会对从事温度测量相关工作的科技工作者、高校的教师、研究生和大学生的学习、开发、研究、生产、设计、教学等提供重要的支持和帮助。
适逢本书出版之际,特借此机会向王魁汉教授和各位合作者表示祝贺,并期望本书为我国的温度测量技术的研究、传播和广泛应用带来新的福音。
中国工程院院士 王国栋

第1版序
随着科学和经济的发展,测温学与测温技术在我国有了长足进展,并反过来推动了科学和生产技术的进步。多年来,国内出版的有关温度测量的著作已有多本,对我国测温技术的发展起了很好的推动作用。这些著作各有特点,有些侧重于温度计量学,有些侧重于温度测量仪表。至于侧重于测温应用技术的书,却很少见到。从事测温工作的人,常以此为憾。现在,王魁汉教授的这本新作可以较好地满足读者的要求了。
王魁汉教授长期从事温度测量技术的研究和教学。多年来,他把研究的重点放在工程中温度测量的应用技术上,放在解决工程中出现的测温问题上,在国内众多从事测温工作的同仁中,是很突出的。15年前,他在编著《温度测量技术》一书时,就做过重点向测温应用技术倾斜的尝试。该书出版后,得到了读者,尤其是在生产第一线从事测温工作的读者的高度赞许和热烈欢迎。这本新作更是突出了应用技术的主线。在温度测量仪表的各章中,都加入了不少与实际应用有关的内容。测温防爆技术和温度传感器耐高温与防腐蚀技术两章,介绍了在有爆炸危险场所和高温腐蚀性等恶劣环境中使用的仪表和技术,以适应越来越严格的工业生产安全性、可靠性和耐用性要求。作者把温度仪表的标准化和计量单独成章,是很有见地的,因为这些工作虽然重要却常被忽视。此外,作者还在这本书的附录中,收入了大量实际应用中经常需要的最新数据和资料。书中不但反映了测温技术各方面的新发展,而且介绍了许多在实际工作中十分重要、但在其他温度著作中很少介绍的知识。上述这些具有特色的内容,使这本专著具有很强的实用性,以至在某种程度上可作为工具书使用。作者将书名取为《温度测量实用技术》,的确是名副其实。
祝贺《温度测量实用技术》的出版!相信它会在测温工作中,助大家一臂之力。
中国温度仪表专业协会顾问、原上海工业自动化仪表研究所所长张继培

 

 

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