基于LabVIEW的荧光光纤测温系统设计与实现

本研究论文《基于LabVIEW的荧光光纤测温系统的研究》由河北大学宋光涛硕士撰写，专业领域为测试计量技术及仪器，导师为张瑞林和李小亭。论文探讨了如何利用荧光光纤技术结合LabVIEW虚拟仪器技术，改进传统的实验教学方法，特别是针对温度测量的挑战。 论文的核心内容聚焦于荧光测温原理，通过对荧光材料的温度特性进行理论分析，研究了一种通过测量荧光寿命来实现温度检测的创新系统。荧光光纤传感器因其高精度、抗电磁干扰特性，使其适用于高温和强电磁环境，特别适合于对人体内部温度的精确测量。系统设计中，作者考虑了国内外相关研究的现状，选择了一种在20℃至70℃温度范围内具有良好响应的荧光材料，并确定了基于荧光寿命的测量方法。 系统的设计包括荧光光纤探头的选择和优化，采用了双参考信号锁相环路技术来有效检测荧光信号。同时，论文深入研究了激励光源驱动电路和微弱信号的处理，确保系统的稳定性和精度。针对设备特性的低噪声、高速信号采集电路的设计是关键技术之一，通过选择合适的数据采集芯片和处理方法，实现了对测量信号的有效处理。 论文的下一部分重点介绍了下位机软件编程，利用LabVIEW这一强大的虚拟仪器平台设计了用户友好的界面。通过设计通信电路，实现了上位计算机与下位机之间的无缝连接，实时传输和处理测量数据，显著提高了系统的自动化和智能化水平。此外，论文强调了界面的优化和操作简便性，使得系统能够在线实时监测温度变化，大大提升了测量的效率和精度。 关键词集中在荧光寿命、荧光光纤温度测量、微弱信号检测以及LabVIEW软件的应用，这些都是论文的主要研究焦点。本研究旨在通过集成现代技术手段，提升实验教学的质量和实用性，为高温测量和复杂环境下的温度监控提供了一种新颖且高效的解决方案。