基于光纤传感的温度测量系统设计毕业论文(编辑修改稿)

基于光纤传感的温度测量系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

TS3 的工作原理 聚合镜 图 3 光纤温度传感器 TS3工作原理 发光二极管 光纤耦合器 光纤温度传感头 5 如图 3 所示， 从发光二极管 发出的光 经过处理 ,先进入 聚光镜 ，经过耦合再传输 至 光纤的一端 ,光纤耦合器 接收到出射光，对其进行 耦合 ，光线温度传感头接收耦合光 [5]。 光纤传感头端部 含有敏感材料，这种高分子温敏材料 受激励光 照射，受激 而发射 特殊的 荧光 ,荧光信号 快速沿着光纤传输 ,接下来是 光纤耦合器 ，经过耦合的荧光 从传输光纤的另一端射出 ,最终 由 光电探测器 接收 ， 这时， 光电探测器 获得温度信号 [6]。 光纤温度传感 器 TS3 的技术参数 测温范围： 199℃ — +299℃ 精 度：  1℃ 响应时间：  光纤温度传感器 TS3 的应用 在医疗方面， TS3 光纤温度传感器可用于体表肤质检测，精确温度获取，给人体如食道等不可接触器官量体打造温度传感器。 图 4 患者温度监控系统 光纤温度传感器 TS3 的 OTGM420 和 OTGMPK5 光纤温度传感器绝对安全，在一些需要应用高科技手段的场合，如 X 射线、 CT 检测中，儿童发高烧治疗中，能得到高精度的温度信息。 TS3 的 OPPM可用于心血管血压监控，本质安全，提供动态频率响应时间，极小的温漂和湿度引起的漂移，紧凑的末端感应温度传感器为提供高精度的温度读取而设计，对电磁，射频，磁共振和电子干涉完全免疫，不受光纤弯曲和多重连接影响，始终如一的精确温度读取通过“传感器到传感器”和“系统到系统”，传感器可以混合和匹配，精度没有任何降低，容易安装和嵌 6 入导尿管，整个系统（信号解调器和传感器）精度为  ℃ ，不需要输入标定序列号，具有竞争力的低成本解决方案 [7]。 图 5 TS3的温度监控 光纤温度传感器 OTGM 装置稳定，不受干扰，使用方便，在恶劣条件下也能大显身手。 动物生理温度监控： TS3 的 OTGM 系列与核磁共振相容的光纤温度传感器专为动物生理温度监控而设计，在磁共振和射频情况下提供实时精确温度读取[8]。 图 6 动物生理温度监控 7 光纤温度传感器接收光信号经处理后的模拟信号转化为数字信号并进行放大，有 3种方法可供选择。 方法一：采用晶体管电路构成，如图 7 所示。 8 图 7 晶体管放大电路 方法二：高阻ＦＥＴ放大器，如图 8 所示。 图 8 FET放大电路 方法三：由运算放 大器构成，如图 9 所示。 图 9 运算放大器 9 经分析，方法一由晶体管构成的放大器和方法二由ＦＥＴ构成的放大器在电路结构上比方法三由运算放大器构成的放大器复杂，而且运算放大器构成的放大在输入、输出阻抗和信噪比要求上能达到本系统的要求，所以采用方法三。 A/D 转换电路 ADC0809 芯片具有高精度，高的转换效率，低功耗的优点，其引脚及转换原理分别如图 10，图 11所示： 2 1 M S B21A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT62 58E O C7O UT P UT E NA B L E9CLO C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8 L S B172 4182 319I N228I N127I N026A L E22U1A DC 0 8 0 9 10 图 10 ADC0809 引脚 IN0 IN1 模 IN2 拟 IN3 输 IN4 入 IN5 IN6 IN7 A B C ALE 图 11 A/D转换电路原理 本设计中单片机与 ADC0809 的连接图如图 12 所示。 2 1 M S B21A DD B24A DD A25A DD C23V RE F ( + )12V RE F ( )16I N31I N42I N53I N64I N75S T A RT62 58E O C7O UT P UT E NA B L E9CLO C K10V C C112 220G ND132 7142 6152 8 L S B172 4182 319I N228I N127I N026A L E22U1A DC 0 8 0 9P0 0P0 1P0 2P0 2P0 1P0 0P0 5P0 4P0 3P0 7P0 6123U 2 : A7 4 L S 0 0456U 2 : B7 4 L S 0 012U 3 : A7 4 L S 0 4I N TWRADDrRD 图 12 单片机与 ADC0809的连接 LCD 显示电路 通道开关选择 通道地址 锁存 和译码 逐 次 逼 近寄存器(SAS) 8位锁存器和三态门 定时和控制 CLOCK 开关树形 D/A 比较器 REF(+) REF() 11 在 LCD1602 上显示所测温度，接线方式如图 13所示 图 13 LCD1602 12 报警电路 温度报警：当系统温度不在控制范围时，蜂鸣器鸣响，报警电路如图。