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非接触式温度传感器应用于医疗 摘要——在这项研究中，我们已经开发出一种非接触式温度传感器，它使用卤化银红外光纤，用于医疗内窥镜。我们测量的红外辐射，是通过热光纤光功率表，从热源由一银卤化物转移。此外，一个热源和光功率测量温度之间的关系是确定的。为了提高通过光纤银卤化物的红外辐射量和红外遥感的的一部分热光功率表，如红外线对焦镜头和光学设备准直器的使用。热源和光功率测量温度之间的关系是确定的。光纤温度测量范围：温度传感器采用热光功率表是从30至70摄氏度。预计非接触式温度传感器采用红外光纤可根据本研究的结果为基础的医疗和工业应用开发。 关键词—红外光纤，光热功率计，非接触式温度传感器，红外线辐射 I. 导言 一般来说，非接触式温度计可以测量从一个遥远的红外辐射热源排放。在没有明确的光纤温度传感器或一个红外光纤和红外线传感器组合许可的情况下，非接触式表面视线清楚。这可能有助于确定了快速运动物体的表面温度，甚至在狭窄的地方和电磁场测量温度[1，2]。作为一个红外波导，光纤的基于混合卤化银晶体，AgClxBr1 - X，被认为是为低温度下测量的最佳选择。这些纤维的特点是灵活，不溶于水，且无毒[3]。出于这个原因，卤化银红外光学纤维应用在红外光谱中，辐射测量和工业及医疗应用的热成像[4]。 在这项研究中，我们已经开发出一种使用卤化物红外线非接触式温度传感器，用于医疗内窥镜。它可能会制造一个内窥镜系统，包括图像指导，光导和光纤温度传感器作为非接触式辅助通道。通过使用热光功率表，光纤温度传感器测量的温度范围是30到70摄氏度。 II.物品和器材 本次研究红外光纤选择的是卤化银红外光纤（红外900/1000，JT Ingram公司）。这种纤维的外径为1.0毫米，包层的厚度为0.05毫米。核心和包层的折射率是2.15和2.13，数值孔径（NA）为0.25。银色金属卤化物的红外光学纤维是由纯氯化生产的：在一个核心包层结构的溴化银固溶体晶体。该纤维是在很宽的光谱范围能从4至18微米内透明，而且非常灵活，耐用的温度范围也从-200到250摄氏度。这种纤维的熔点为415摄氏度。热光功率表系统是由红外线感应器和光学功率计组成。为了测量从一个热源红外辐射，使用红外热传感器（S212A，Thorlabs公司）。这种传感器可以在室温下测量红外辐射，其感应范围从0.25至10.6微米。光功率计（PM，Thorlabs公司）连接一个温度传感器并测量光功率。图一显示了银卤化物红外光纤在传输波长范围为4到18微米中的传输速率。特别值得注意的是，它的传输速率比在传输范围10到14微米波长快90%。 图一：银卤化物红外光纤的传播速率 银卤化物红外光纤的结构和物理性能在图二中作出了演示。它的核心和包层是由银卤化物的混合材料制成，外层由聚醚醚酮聚合物 图二银卤化物红外光纤的结构和物理性能 图三显示了红外光设备原理图比如红外准直仪和聚焦透镜。这些红外光设备是用来增加从光纤转移来的可被红外光传感器测量的红外辐射。不管是红外光纤准直器(FOCIR 10, JT Ingram Co.) (FOFHIR 10, JT Ingram Co.)都是通过SMA连接附在卤化银光纤的尾端。一个准直仪放在热源的前面，聚焦透镜连接着红外线传感部分的热光功率表。 图三红外光设备原理图 III.实验与结果 使用卤化银光纤测量热源温度的实验装置在图四中作出了演示。 图四卤化银光纤测量热源温度的实验装置 为了测量光功率的红外线辐射，要使热源、银卤化物红外光纤和温度传感器对齐。并将所有实验装置置于黑暗的房间以阻拦外界的辐射对实验结果的干扰。 热源的温度会随着输入电压源的改变而改变，而一个红外线波长取决于每个热源。 图五光源的温度和没有光学装置测量的光功率之间的关系 图五显示了光源的温度和没有光学装置测量的光功率之间的关系。最佳拟合线的数学模型也在图五中得到了演示。 图六热源的温度和用红外光学器件比如准直仪和聚焦透镜测量的光功率之间的关系 图六展现了热源的温度和用红外光学器件比如准直仪和聚焦透镜测量的光功率之间的关系。图六中的直线比图五的曲线更确切的证明了他们的线性关系，我们也同时得到了他们的数学表达式。 图七包括红外光纤的内窥镜系统示意图 图七显示了所提出的内窥镜示意图温度测量系统，并包括图像指南，光导和一个带辅助通道的光纤非接触式温度传感器。 IV.结论 在这次研究中，我们开发了使用卤化银红外光纤的非接触式温度传感器和红外光学器件比如红外准直仪和聚焦透镜。由一个热源发出的红外辐射通过卤化银光纤准直和传递。通过卤化银红外光纤传播并用聚焦镜头集中到热传感器。热源的温度与测量到的热功率之间的关系由测量的热源表面温度决定。进一步的研究将通过红外光学连贯的捆绑光纤进行测量温度分