光纤光栅测温装置的设计及应用

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光纤光栅是通过一定的方法在光纤纤芯形成永久性折射率周期性变化的光纤器件。布拉格光纤光栅的周期一般在微米以下,作为一种反射型的光纤无源器件,其对温度、应变都有相当程度的敏感特性。布拉格光纤光栅传感器与传统的传感器相比具有一些特殊的优点,如体积小、抗电磁干扰、耐腐蚀、安全性好等。在医学领域这些优点具有极其重要的应用前景,越来越受到人们的关注。  以医疗领域为背景,本文设计了一种光纤光栅测温装置以实现对医疗过程中温度的实时监测。论文在综述了医用温度传感器医学领域的研究背景和意义以及目前国内外的研究现状的基础上,系统地介绍了布拉格光纤光栅的结构及传感原理,并建立了布拉格光纤光栅的应变传感模型、温度传感模型,同时对布拉格光纤光栅传感的波长解调系统的原理及优缺点做了详细的分析。针对医疗应用特殊需求,本文对设计的布拉格光光纤光栅温度传感探头的封装结构及工艺进行了论述,并通过实验对温度传感探头的线性度、稳定度、测温准确性以及温度响应速度进行了测试研究。医疗测温精度要求小于0.3℃,分辨率为0.1℃。经过对实验结果的分析和处理,验证了本文设计的布拉格光纤光栅温度传感探头的各性能指标均达到实际应用的标准,具有应用于医疗领域的可能性。
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