微波醫(yī)療熒光光纖溫控系統(tǒng)

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

目前微波消解儀的關鍵技術在于如何在線檢測消解過程中樣品的實時溫度。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，由于受強電磁場的干擾，會產生感應電流，導致其自身溫度也在上升，因此產生很大的測量示值誤差或根本無法進行穩(wěn)定的溫度測量。近年來，擁有新型溫度測量技術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。為微波消解儀實時溫度的測量問題提供了全新的理念和技術手段。

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, 微波反應釜, 微波治療儀等很多存在微波場的領域實現(xiàn)了對溫度的檢測。 這些溫度檢測技術中有常規(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, 由于強電磁場存在, 金屬材料制作的測溫探頭及導線在高頻電磁場下產生感應電流, 由于集膚效應和渦流效應, 使其自身溫度升高, 對溫度測量造成嚴重干擾, 使溫度示值產生很大的誤差或者無法進行穩(wěn)定的溫度測量。

光纖傳感技術是20 世紀70 年代伴隨光纖通信技術的發(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, 具有一系列獨特的, 其他載體和媒介難以比擬的優(yōu)點:光波不產生電磁干擾, 也不怕電磁干擾, 易為各種光探測器件接收, 可方便的進行光電或電光轉換, 易與高度發(fā)展的現(xiàn)代電子裝置和計算機相匹配 ;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、空間受嚴格限制及強電磁干擾等惡劣環(huán)境下使用。國外一些發(fā)達國家對光纖傳感技術的應用研究已取得豐富成果 , 不少光纖傳感器系統(tǒng)已實用化, 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重要分支。 所有與溫度相關的光學現(xiàn)象或特性, 本質上都可以用于溫度測量, 基于此, 用于溫度測量的現(xiàn)有光學技術相當豐富。 已產品化的光纖溫度傳感器占到將近所有光纖傳感產品的 20%。 由于光纖溫度傳感技術的先天抗電磁干擾等特性, 被眾多研究者用來對微波場進行溫度傳感。

微波工業(yè)常用的感應加熱器和感應爐采用大功率交變電磁場實現(xiàn)快速加熱導電物體。此外，在工業(yè)微波其他應用域，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，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、光纖傳感技術、信號分析與處理技術的飛速發(fā)展，使光纖測溫方法逐漸發(fā)展為一種新型的測溫技術。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：絕緣性、抗電磁干擾、抗輻射；體積小、質量輕、可彎曲，易于安裝］；靈敏度和測量精度高低成本、化學性質穩(wěn)定。