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微波医疗荧光光纤温控系统

荧光光纤测温

微波消解技术是以微波加热的方式对样品进行加热,由于微波的穿透力强、频率高,导致被加热样品温度从内部快速、均匀上升。消解试验的目的在于破坏和溶解样品表面层和内部结购,并与酸进行反应,使样品能迅速溶解。与传统的消解加热方法比较,微波消解技术以效率高、试剂用量少、干净、节能、易于监控等优点得到广泛应用。

目前微波消解仪的关键技术在于如何在线检测消解过程中样品的实时温度。传统的温度传感器,如热电偶、铂电阻等均为金属材料,这些测温探头在微波场中,由于受强电磁场的干扰,会产生感应电流,导致其自身温度也在上升,因此产生很大的测量示值误差或根本无法进行稳定的温度测量。近年来,拥有新型温度测量技术的光纤温度传感器拥有非常快的发展速度,光纤温度传感器的出现,使温度传感器在抗电磁干扰性、绝缘性、可靠稳定性等方面,都获得了重大突破。为微波消解仪实时温度的测量问题提供了全新的理念和技术手段。

由于温度参数在微波热处理中的重要性, 人们已经在各类微波炉, 微波反应釜, 微波治疗仪等很多存在微波场的领域实现了对温度的检测。 这些温度检测技术中有常规的如热电偶温度传感器, 也有热敏晶体管及集成电路温度传感器。 然而在微波场中, 由于强电磁场存在, 金属材料制作的测温探头及导线在高频电磁场下产生感应电流, 由于集肤效应和涡流效应, 使其自身温度升高, 对温度测量造成严重干扰, 使温度示值产生很大的误差或者无法进行稳定的温度测量。

光纤传感技术是20 世纪70 年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的。 作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒介的光纤, 具有一系列独特的, 其他载体和媒介难以比拟的优点:光波不产生电磁干扰, 也不怕电磁干扰, 易为各种光探测器件接收, 可方便的进行光电或电光转换, 易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配 ;光纤工作频率宽, 动态范围大, 是一种低损耗传输线, 光纤本身不带电, 体小质轻, 易弯曲, 抗电磁干扰, 抗辐射性能好, 特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。国外一些发达国家对光纤传感技术的应用研究已取得丰富成果 , 不少光纤传感器系统已实用化, 成为替代传统传感器的商品。

光纤温度传感是光纤传感的一个重要分支。 所有与温度相关的光学现象或特性, 本质上都可以用于温度测量, 基于此, 用于温度测量的现有光学技术相当丰富。 已产品化的光纤温度传感器占到将近所有光纤传感产品的 20%。 由于光纤温度传感技术的先天抗电磁干扰等特性, 被众多研究者用来对微波场进行温度传感。

微波工业常用的感应加热器和感应炉采用大功率交变电磁场实现快速加热导电物体。此外,在工业微波其他应用域,比如微波炉食品加工和干燥,微波奋玻璃融化、造纸、纺织、木材干燥,陶瓷和牙科用具的微波烧结,微波消毒,微波杀虫,传统的电阻式温度传感器已经不再适用。

在特殊测温应用方面急需找到一种抗电磁干扰、抗辐射以及能够在易燃、易爆、微波、射频等恶劣环境下使用的测温方法。随着光纤制造技术、光纤传感技术、信号分析与处理技术的飞速发展,使光纤测温方法逐渐发展为一种新型的测温技术。一般光纤温度传感器主要由光纤、光源、光电探测器三大部件组成。与其他传统的测温传感器相比具有很多优点:绝缘性、抗电磁干扰、抗辐射;体积小、质量轻、可弯曲,易于安装];灵敏度和测量精度高低成本、化学性质稳定。

关键词:

光纤联系

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