医用便携光纤温度计及标定技术研究

1144766066 · 发表于 2022-5-11 14:43:29

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医用便携光纤温度传感器是基于反射式保偏光纤温度传感原理的一种光纤温度传感器，本文针对医疗领域的特殊要求，设计并实现了医用便携光纤温度传感检测系统样机，实现了较宽测量范围（-30℃~60℃），较高精度（0.5℃）的温度测量。本文在对反射式保偏光纤温度传感器结构、模型、特性进行细致的理论分析的基础上，得到了环境变化或光器件性能蜕化等因素对温度传感模型的影响是线性的结论，由此设计了“单点标定方案”，在现场通过只标定一个点的温度值就可以修正温度传感器的传感模型，从而确保测温精度。本文的研究成果及创新点如下：1、基于保偏光纤特性以及偏振光干涉理论，阐述反射式保偏光纤温度传感器的温度传感机理，得到了其温度传感方程，并在此基础上通过分析温度传感模型的关系得到了由于环境变化或光器件性能蜕化等因素对传感器传感方程的影响可以看成是线性的，由此设计了单点标定方案，克服了传统标定方案由于数据量大，耗时及需要温度实验装置从而不适用于现场标定的困难。单点标定方案从简化了光纤温度传感器在使用中的标定过程，保证了光纤温度传感器的测温精度，推广了光纤温度传感器的实用性。2、搭建了实验系统，对传感器的特性进行了全面的实验研究和验证，结果证明了理论模型以及标定方案的正确性和可行性。实验数据表明，单点标定方案保证了温度传感器的测温精度可达0.5℃内，测温范围为-30℃~60℃。3、针对医疗领域的测温需求，提出了一种信号检测方案。设计了以AVR ATMega64单片机微控制器为核心的信号检测系统。并设计了相应的LabVIEW上位机程序及C语言单片机下位机程序，实现了温度测量与显示、授权码读取与设置、参数读取与设置、单点标定、数据上传与保存等功能。4、研制出了实用的医用便携光纤温度传感器样机，实现了预期的所有功能。关键词：医用光纤温度传感器，信号检测，单点标定，便携式

医用便携光纤温度计及标定技术研究

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