基于荧光机理的光纤温度测量技术的研究
数采与监测
文章编号:1008-0570(2008)09-1-0154-03
中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2008年第24卷第9-1期
基于荧光机理的光纤温度测量技术的研究
StudyofopticalfibertemperatureMeasurementTechniquebasedonFluorescenceMechanism
(1.河北师范大学;2.石家庄经济学院)
武金玲
1
韩登科
2
李翠萍
2
WUJin-lingHANDeng-keLICui-ping
摘要:本文对应用于生物医学等领域的非接触荧光式温度检测技术进行了系统的理论及技术实验的研究,采用金属镀膜工
分辨艺的微小探头制作技术,利用快速傅立叶变换的方法对荧光信号进行处理。利用荧光光纤温度传感器具有测温准确、
率高、动态响应好、抗电磁干扰等特点,解决特殊环境下温度的测量。通过实验选择适合20-70℃温度范围的荧光材料,在此基础上设计荧光光纤温度测量系统。
关键词:荧光材料;荧光信号检测;温度测量;标度变换
文献标识码:A中图分类号:TP212
技
术创新
Abstract:Inthispaper,studyoftheoryandtechniqueexperimenthasdoneaboutnoncontactfluorescencetemperaturedetectiontech-niqueusingbiomedicalfieldsetc.Itusesminiatureprobemanufacturetechnique,makinguseofthemethodthatFFTtransformationtocarryonaprocessingtothefluorescencesignal.Temperaturemeasurementinspecificenvironmentissolvedusingthetemperaturemeasurementwithaccuracy,highresolution,gooddynamicresponseandanti-electromagneticinterferenceemi.Fluorescencematerialischosenadaption20-70℃rangebyexperiment,andfluorescencefibertemperaturemeasurementsystemisdesignedonthebasicofthisfluorescence.
Keywords:fluorescencematerial;fluorescencesignaldetection;temperaturemeasurement;scalingtransform
1引言
由于温度测量范围、环境和精度的要求,对温度测量技术的创新、研究和发展提出了新的挑战,工业研究与开发、生物医学等领域对温度的要求不断扩大,如易暴、易燃、高电压、强电非接触等领磁场、具有腐蚀性气体、液体,以及要求快速响应、域的温度测量,这些领域被测物体所处的环境相当恶劣,或是被测物体正在运动中或处于极难接近的位置,或是被测物体周围有强的电磁干扰以及医学中的热疗测温等,对温度的测量造成困难。尽管传统的温度测量技术在各个领域的应用已经成热敏电阻、光学高温计、半导体以及其他类型的熟,如热电偶、
温度传感器,但它们的敏感特性是以电信号为工作基础,温度信号被电信号调制,而在特殊工况和环境下,由于光纤本身的电绝缘性以及固有的宽频带等优点,使得光纤温度传感器突破了电调制温度传感器的限制,使测量范围和精度受到影响。荧光光纤温度传感器温度信号被光信号调制,传感器多采用石英高分辨率及快速响光纤,传输的幅值信号损耗低,具有高精度、
应特的点,并可远距离传输,使传感器的光电器件脱离测温现场,避开了恶劣的环境。光纤质量小、截面小、可弯曲传输不可视工作温度,便于特殊情况下的安装使用。由于光纤荧光温度传感器具有特殊的光学、物理性能,使得光纤探头能直接放置武金玲:副教授博士
基金资助:河北省自然科学基金项目(2008000202);国家自然科学基金资助项目(60272015);河北师范大学博士基金(L2007KD21);河北师范大学应用开发基金(L2007K06)
-
于被测环境,提高了温度测量灵敏度、准确性和可靠性。对于温度范围在20℃-70℃的荧光光纤温度测量仪的研
究,国外的大多处于实验阶段,国内这方面的研究报道很少。本课题研究基于荧光材料Cr3+:LiSrAlF6的温度特性,并与光纤技术、信号处理技术相结合,研制荧光光纤温度测量系统。该系统能实现温度的绝对测量,在低温和中温范围内有很好的灵敏度变和测量精度,仪器稳定性好,可用于医疗上的微波加热治疗、电所和大型变压器内部温度监控等常规温度传感器难以应用的场合。该技术的研究成功研究,将提供一种全新的温度测量手段,对提高我国温度测量科学仪器水平具有重要意义。
2荧光光纤温度测量系统原理
根据荧光的温度特性,结合温度测量仪器的小型化、智能化、模块化和便携式的发展趋势,设计了具有紧凑高效的光学系统与整机结构的荧光光纤温度测量系统。
图1系统原理框图
本系统采用双光路双通道测量方式,总体设计方案如图1所示。采用化学镀膜工艺、将温度敏感材料Cr3+:LiSrAlF6固定到光纤的一端。激发光源发出的光经中心波长670nm的光谱滤光可得到确定波长范围的光,经光纤传输到敏感材料,由温度敏感材料发出荧光。由探头发出的光经耦合器后分成两部分,
现场总线技术应用200例》
154-360元/年邮局订阅号:82-946
你可能喜欢
- 测量技巧
- 网络测量技术
- 电子测量技术
- 控制测量
- 液位测量
- 测量方法
- CMOS工艺流程
- 精密测量技术
- 测量小技巧(APP)21页
- 工程测量技巧5页
- 浅谈矿井测量的方法与技巧1页
- 井下测量方法与技巧3页
- 特征元素的测量技巧8页
- 测量技巧漫谈17页
- 电子电能表与电能测量技术讲座第十七讲基于无线网络的电能远程抄表系统的设计与实现3页
- Course Information - z Instructor - 网络测量与分析技术7页
- RBF多模型神经网络软测量技术在湿法磷酸生产中的应用4页
- 网络测量及其关键技术4页
- 网络化测量的关键技术5页
- 基于神经网络的臭氧浓度软测量技术21页
- 特长隧道的控制测量4页
- 工程控制测量介绍3页
- 第8章 高程控制测量40页
- 第7章 平面控制测量78页
- 控制测量作业指导书23页
- 第2章-2 施工控制测量32页
- 实验三水箱液位的测量6页
- 液位测量1页
- 6 液位的测量6页
- 20余种液位测量方法分析比较9页
- 3流量、温度和液位的测量63页
- 液位测量控制系统16页
- 血压测量的方法4页
- 选手镯内径测量方法示意图2页
- 测量仪器使用方法18页
- 主要性能测量方法)英文7页
- 施工测量放样作业方法及要求2页
- 第四章 工程测量的仪器与方法64页
- CMOS的制造(工艺)流程25页
- CMOS工艺流程4页
- N阱CMOS的工艺流程2页
- CMOS工艺流程4页
- 现代CMOS工艺基本流程80页
- 现代CMOS工艺基本流程(英文)69页