基于LabVIEW+的荧光光纤测温系统的研究

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1、河北大学硕士学位论文基于LabVIEW的荧光光纤测温系统的研究姓名：宋光涛中请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：张瑞林;李小亭20100501本论文根据荧光的测温机理，理论分析荧光材料的温度特性，研究了一种通过检测荧光寿命实现温度测量的系统，该系统能够深入被测对象内部进行温度测量。由于荧光光纤温度传感器具有测温准确、分辨率高、抗电磁干扰等特点，该系统能够可靠地应用于具有强电磁干扰的环境，尤其能够深入人体内部对体内温度进行测量。并且结合虚拟仪器技术，上位计算机与数据采集系统单片机通讯控制，界面美观、操作简单，可以在线实时测温监测、保存数据等，提高了系统的自动化与智能化。主耍的研究

2、工作如下：首先，根据国内外荧光光纤温度传感器的研究状况，从荧光产生的机理出发，以荧光测温工作机理为基础，利用荧光寿命与温度的关系，确定通过荧光寿命进行温度测量的方向；通过几种荧光材料的比较，选择温度范帀在20°C〜70°C的荧光材料作为被激发荧光的对象，并选择了合适的测量方法。其次，根据荧光材料的荧光特性，设计荧光光纤温度测量系统的总体结构，选择合适的能够高效收集荧光信号的荧光探头，并对组成系统的各个部件进行详细的阐述，选择双参考信号锁相环路检测技术对荧光信号进行检测。再次，选择并设计激励光源驱动电路，研究微弱信号的采集和处理，为保证测温系统具有良好的重复性和测量精度，根据系统中各个器件的特

3、性，设计低噪、高速的微弱信号检测电路并简述各部分功能。根据总体性能分析，选择合适的数据采集芯片及处理方法对所采集到的信号进行数据处理。最后，根据温度检测电路进行下位机软件编程，利用LabVIEW软件设计系统的虚拟仪器界而，并且设计通信电路，使上位计算机与下位机正常通讯，将采集到的信号通过计算机串口传入上位计算机进行数据的处理与显示，提高系统处理大量数据的效率和测量精度，界面优化美观，容易操作，能够在线实时监测温度变化。关键词荧光寿命荧光光纤温度测量微弱信号检测LabVIEWAbstractInthispaper,onthebasisofthefluorescencetemperatureme

4、asurementmechanism,thetemperaturecharacteristicsoffluorescentmaterialsweretheoreticalanalyzedandthetemperaturemeasurementsystemwasstudiedbydetectingthefluorescencelifetimetomeasurethetemperaturethatcanpenetratedeepinsidethemeasuredobject.Asthefluorescentfiberoptictemperaturesensorhasaccuratetempera

5、turemeasurement,highresolution,anti-electromagneticinterferencecharacteristics,thesystemcanbereliablyappliedtostrongelectromagneticinterferenceenvironmentandinsertedintobodytomeasuretemperature.Combinedwiththevirtualinstrumenttechnology,HostComputercancontrolandCommunicationwithDataAcquisitionSyste

6、mSingle-Chip.Thevirtualsystemhasbeautifulinterface,easyoperation,canmonitortheprocessoftemperaturemeasurementreal-timeonlineandsavedata,whichmakesthewholesystem'sautomationandintelligent.Themainresearchworkofthispaperisillustratedasfollows:Firstofall,accordingtodomesticandoverseasstatusoffluorescen

7、ceopticalfibertemperaturesensor,andstartingfromtheproductionmechanismoffluorescence,basedonworkingmechanismofthefluorescencetemperaturemeasurement,themethodoffluorescencelifetimewasusedtomeasurethetemperatu