微波醫(yī)療熒光光纖溫控系統(tǒng)

微波消解技術(shù)是以微波加熱的方式對樣品進(jìn)行加熱，由于微波的穿透力強(qiáng)、頻率高，導(dǎo)致被加熱樣品溫度從內(nèi)部快速、均勻上升。消解試驗(yàn)的目的在于破壞和溶解樣品表面層和內(nèi)部結(jié)購，并與酸進(jìn)行反應(yīng)，使樣品能迅速溶解。與傳統(tǒng)的消解加熱方法比較，微波消解技術(shù)以效率高、試劑用量少、干凈、節(jié)能、易于監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。

目前微波消解儀的關(guān)鍵技術(shù)在于如何在線檢測消解過程中樣品的實(shí)時(shí)溫度。傳統(tǒng)的溫度傳感器，如熱電偶、鉑電阻等均為金屬材料，這些測溫探頭在微波場中，由于受強(qiáng)電磁場的干擾，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)致其自身溫度也在上升，因此產(chǎn)生很大的測量示值誤差或根本無法進(jìn)行穩(wěn)定的溫度測量。近年來，擁有新型溫度測量技術(shù)的光纖溫度傳感器擁有非常快的發(fā)展速度，光纖溫度傳感器的出現(xiàn)，使溫度傳感器在抗電磁干擾性、絕緣性、可靠穩(wěn)定性等方面，都獲得了重大突破。為微波消解儀實(shí)時(shí)溫度的測量問題提供了全新的理念和技術(shù)手段。

由于溫度參數(shù)在微波熱處理中的重要性, 人們已經(jīng)在各類微波爐, 微波反應(yīng)釜, 微波治療儀等很多存在微波場的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對溫度的檢測。 這些溫度檢測技術(shù)中有常規(guī)的如熱電偶溫度傳感器, 也有熱敏晶體管及集成電路溫度傳感器。 然而在微波場中, 由于強(qiáng)電磁場存在, 金屬材料制作的測溫探頭及導(dǎo)線在高頻電磁場下產(chǎn)生感應(yīng)電流, 由于集膚效應(yīng)和渦流效應(yīng), 使其自身溫度升高, 對溫度測量造成嚴(yán)重干擾, 使溫度示值產(chǎn)生很大的誤差或者無法進(jìn)行穩(wěn)定的溫度測量。

光纖傳感技術(shù)是20 世紀(jì)70 年代伴隨光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。 作為被測量信號載體的光波和作為光波傳播媒介的光纖, 具有一系列獨(dú)特的, 其他載體和媒介難以比擬的優(yōu)點(diǎn):光波不產(chǎn)生電磁干擾, 也不怕電磁干擾, 易為各種光探測器件接收, 可方便的進(jìn)行光電或電光轉(zhuǎn)換, 易與高度發(fā)展的現(xiàn)代電子裝置和計(jì)算機(jī)相匹配 ;光纖工作頻率寬, 動態(tài)范圍大, 是一種低損耗傳輸線, 光纖本身不帶電, 體小質(zhì)輕, 易彎曲, 抗電磁干擾, 抗輻射性能好, 特別適合于易燃、易爆、空間受嚴(yán)格限制及強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。國外一些發(fā)達(dá)國家對光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用研究已取得豐富成果 , 不少光纖傳感器系統(tǒng)已實(shí)用化, 成為替代傳統(tǒng)傳感器的商品。

光纖溫度傳感是光纖傳感的一個(gè)重要分支。 所有與溫度相關(guān)的光學(xué)現(xiàn)象或特性, 本質(zhì)上都可以用于溫度測量, 基于此, 用于溫度測量的現(xiàn)有光學(xué)技術(shù)相當(dāng)豐富。 已產(chǎn)品化的光纖溫度傳感器占到將近所有光纖傳感產(chǎn)品的 20%。 由于光纖溫度傳感技術(shù)的先天抗電磁干擾等特性, 被眾多研究者用來對微波場進(jìn)行溫度傳感。

微波工業(yè)常用的感應(yīng)加熱器和感應(yīng)爐采用大功率交變電磁場實(shí)現(xiàn)快速加熱導(dǎo)電物體。此外，在工業(yè)微波其他應(yīng)用域，比如微波爐食品加工和干燥，微波奮玻璃融化、造紙、紡織、木材干燥，陶瓷和牙科用具的微波燒結(jié)，微波消毒，微波殺蟲，傳統(tǒng)的電阻式溫度傳感器已經(jīng)不再適用。

在特殊測溫應(yīng)用方面急需找到一種抗電磁干擾、抗輻射以及能夠在易燃、易爆、微波、射頻等惡劣環(huán)境下使用的測溫方法。隨著光纖制造技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、信號分析與處理技術(shù)的飛速發(fā)展，使光纖測溫方法逐漸發(fā)展為一種新型的測溫技術(shù)。一般光纖溫度傳感器主要由光纖、光源、光電探測器三大部件組成。與其他傳統(tǒng)的測溫傳感器相比具有很多優(yōu)點(diǎn)：絕緣性、抗電磁干擾、抗輻射；體積小、質(zhì)量輕、可彎曲，易于安裝］；靈敏度和測量精度高低成本、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。