微波技术对大脑信息进行探测正处于发展时期, 目前正逐渐走向成熟, 现已用于实体的检测与操作中。通过联合超声波、核磁等方法, 完善了微波信息探测体系, 增强了微波信息探测的效率。本文基于对大脑深层信息探测的 3种微波技术以及现有微波探测技术中存在的问题进行总结, 并对微波技术未来在大脑信息探测上的应用进行展望。通过对 3种不同微波探测应用的分析, 发现微波技术对大脑的探测具有巨大的潜力。这些应用可以有效地为脑部组织或人体其他组织的病态检查提供解决方案。同时, 通过与人工智能结合, 微波技术还可用于脑部的远程监测或身体的其他部位的远程监测中。

为了满足气化炉安全运行和外壁温度监测的需求，基于喇曼散射效应测温原理，利用分布式光纤系统的特性，提出了一种对气化炉外壁温度在线监测的新颖测温方法，阐述了该测温方法的检测原理，设计了一种使用无缝钢管为保护层的铠装聚酰胺耐高温分布式光纤传感系统，并对该传感系统进行了温度不确定度实验和数据分析，最后在气化炉外壁升温实验平台上对该耐高温光纤进行温度实验。实验结果表明：分布式光纤传感系统的测温范围为0~300 ℃，测量温度精度为±2 ℃，能够分辨出高温异常情况。

针对传统内调制光频域反射(OFDR)分布式传感系统中扫频激光存在的频率变化非线性问题及其造成的信噪比降低问题, 提出了基于光IQ调制的光频域反射系统, 分析了光IQ调制扫频基本原理和光频域反射传感系统基本原理, 搭建了基于光IQ调制器的扫频激光生成系统和OFDR温度变化定位实验系统, 通过光IQ调制器对稳频激光进行调制以生成线性扫频激光, 并将线性扫频激光导入OFDR系统实现对待测光纤上温度变化的定位检测。实验结果证明, 基于光IQ调制器的OFDR系统可以准确定位待测光纤上的温度变化位置, 在1000m光纤上定位误差为0.0606m。研究表明, 基于光IQ调制的光频域反射系统可以实现中长距离的高精度温度变化定位传感。

熔池温度是选区激光熔化金属成型过程的一个重要参数。为了实现熔池温度的闭环控制,基于比色测温与光电检测技术完成了熔池温度的在线检测。提出了一种复合结构的放大电路,它可成功检测到幅度小、变化快的熔池辐射信号。搭建嵌入式系统将熔池辐射数据上传至金属成型设备的工控机中,运用比色测温法解决了辐射光强检测受激光入射角等因素影响的问题,并求解得到了熔池温度。以90%Cu-10%Sn合金粉末作为成型材料进行实验,利用窄带滤光片测得在540~660 nm光谱范围内熔池辐射最强的波段位于580~590 nm;在40~200 W激光功率下,测算得到的熔池温度为700~1700 ℃。选区激光熔化金属成型熔池温度的在线检测,可为金属成型设备的控制系统提供熔池温度反馈,可作为升级该设备的一种参考。

MEMS热电堆传感器能够实现对温度的精确测量, 固晶工艺是其中关键一环, 但目前尚缺乏有效方法精确优化MEMS热电堆固晶工艺参数。本文介绍了热电堆传感器的工作原理, 提出了对固晶工艺参数(固晶厚度和爬胶高度)的要求。以固晶工艺要求为导向, 初步探究了压力参数对固晶工艺的影响并进行了压力参数的优化。在优化的压力参数下, 实验探究了点胶高度和贴片高度对固晶工艺的影响, 并缩小了两参数的选择范围。在此基础上, 通过有限元ANSYS软件, 分析在相同温度下, 不同固晶厚度的银浆与芯片接触处的热应力分布, 找出最佳的固晶厚度参数, 并精确优化了点胶高度和贴片高度。最后, 通过实验验证的方式, 对此参数下的MEMS热电堆固晶强度给出了检测结果。结果表明: 压力参数为0.3 MPa、点胶高度为140 μm、贴片高度为460 μm时, 固晶推力均值为43.14 N。其固晶质量最好, 能够满足固晶强度要求, 有助于提高MEMS热电堆芯片封装的可靠性与成品率。

Yb3+、Er3+共掺杂上转换发光材料能被红外光激发, 可用于肌体内部温度测量, 但上转换材料效率较低, 无法实现较深组织温度探测。考虑到Er3+能级可被多种光源布居, 较好肌体穿透性的X射线无疑是理想的激发源。本文首次报道了一种新型的深层肌体温度传感材料La2O2S∶Yb3+,Er3+。数据表明, X射线激发下, 在不同温度下的两个绿光发射强度比符合玻尔兹曼分布, 最高测温灵敏度达到了0.011 5 K-1。我们相信Yb3+、Er3+共掺的La2O2S是可以应用于临床的理想测温材料。

为了提高材料的熔覆层性能, 采用图像处理技术对激光熔池温度场进行了检测。利用彩色CCD工业相机采集图像数据, 运用中值滤波方法去除图像噪声; 处理后的图像数据经过高精度HG-2标准高温黑体炉标定后得到温度拟合公式。通过图像处理将原始图像转化为伪彩色图像, 能够较好地反映熔池各个区域的温度分布及变化规律。结果表明, 通过拟合公式计算得到的温度与实际温度最大误差为1.23%。检测精度满足现场需求, 实现了对熔池的温度检测。

高于绝对零度的物体满足Plank定律, 因此红外辐射在一定程度上反映温度。 红外辐射测温具有响应速度快, 分辨率高, 能较好的实现对微小、 高速移动等不可接触测量目标的温度测量。 用一种先进的双波段红外遥感光谱系统采集不同温度金属的红外发射光谱, 分析和研究这些不同温度的光谱数据所具有的不同特征。 在此基础上, 对样本提取重心位置、 波峰位置、 波长λ1的值、 波长λ2的值四种光谱特征, 寻找温度与其之间的函数关系; 并建立多元线性回归模型, 通过光谱反推温度值。 实验结果表明, 该方法可以有效的分辨有明显温差的高温物体, 在实验所测温度范围内的测温绝对误差小于30 ℃, 在测量误差小于20 ℃的置信区间内有98%正确率, 优于一般系统需要保证目标发射率、 大气透射率、 环境等效辐射温度等复杂参数高精度的情况下2%的测温精度。 该方法可以简单有效的对远距离目标测温, 从而进一步拓展红外光谱遥测温度的应用领域。

单模光纤中的布里渊散射光相对于入射光有一定的频移，该频移量与单模光纤所处环境的温度呈线性关系。根据这种线性温度敏感特性, 布里渊光时域反射计(BOTDR)作为一种分布式光纤布里渊传感系统，可对铁路既有线上的光缆温度分布进行监测。分别定位和测试水泥包覆、铁管包覆、土壤直埋这三种铺设方式的路段，获得温度变化曲线，温度变化量分别为10，8，6 ℃, 温升速率分别为10，8，1 ℃/h。实验结果表明，系统能够反映管线中的温度变化趋势以及变化速率，可用于铁路既有线的温度安全监测。

为了解决在某些领域温度不易被测量的问题，一些国内外的研究者决定从图像处理领域出发，研究图像与温度的关系。针对这一问题设计出了一种全新的用于分析图像灰度与温度相关性的实验设备，该设备首先通过控制器对温度进行控制，再利用红外相机记录在不同温度（40℃～100℃）下的红外靶标成像图，然后对靶标成像图进行处理，从中提取灰度值，最后通过比较分析出温度在60℃～80℃范围内红外靶标成像图的灰度值和温度值近似呈高度线性关系，得到相关系数为0.931。结果表明：该设备可以精确地分析出红外靶标图像灰度与温度之间存在的线性相关关系，并且在空气透过率的测量、造纸厂草料自燃研究和电力检查等方面有很好的应用。