基于虚拟仪器技术的光纤测温系统设计

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摘要：介绍了光纤单色辐射式测温原理，建立了测温系统数学模型，针对恶劣环境下的温度测量问题，利用石英光纤
束和窄带滤光片，设计了基于虚拟仪器技术的实时测温系统，阐述了系统工作原理和实现方法，以及系统的硬件和软件结
* ^" ?$ d' S& F: l构，说明了在虚拟仪器开发平台上进行数据采集与数据分析的实现方法，采用单片机硬件系统和LabVIE软件系统以保
# q2 P2 `% w7 z+ k证测量精度和稳定性，并实现了数据的存储和远程显示。本系统具有操作方便、可靠性高、功能全和可扩展性强等优点。

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引言
光纤传感技术用于温度测量，具有体积小、电绝缘性好、耐
腐蚀、柔性弯曲、防爆、抗电磁干扰、灵敏度高等特点［$］。文中
) l* S. Z" c) R( [* C采用虚拟仪器技术设计了单色辐射式光纤测温系统，可用于冶
  {1 X- K0 E4 x6 Z) X# V; S% n" a金、化工、电力、建材等领域，解决电磁干扰大、环境恶劣场合的
温度测量与控制问题。
$ 单色辐射测温原理
辐射型光纤温度传感器是基于黑体辐射的普朗克原理。
所有的物质，当它的温度高于绝对温度时，均发出一定量的热
辐射，辐射能力的大小与物体的温度和物体材料的发射率有
" K, _4 z4 q& X关。黑体是能够完全吸收入射辐射，并具有最大发射率的物
9 K1 A$ ^6 ]4 F* I: I) @体。单色辐射温度（亮度温度）测量的工作原理是：选定某一波
! F: @( O+ b/ j' B  U- s5 C& i长，则被测物体的辐出度仅是温度的单值函数，只要测出某一
% ~9 _# F! \. `% y' @0 z+ I波长!下的辐出度，就可以确定该物体的亮度温度。
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