肿瘤热疗是在不影响正常细胞的情况下,将肿瘤细胞加热至医学意义上的凋亡温度的一种治疗方法。微波热疗机便是通过微波加热完成这一过程的核心仪器。热疗需要对温度进行精准、实时的检测,在微波场中,由于传统的测温器件为金属材料制成,会因电磁干扰等问题无法准确测温。本文设计以荧光光纤测温技术为核心的温度检测系统,能有效的避免电磁干扰,且体积小,抗腐蚀能力强,分辨率高。在热疗机的温度测量中有良好的应用效果。首先,通过查阅文献,分析了荧光光纤测温的原理,以荧光光纤温度传感器作为测温核心器件,以荧光寿命测温为理论依据设计一款测温系统,在此基础上通过对数据处理方法的深入探究,满足热疗的需求。其次,搭建了以激励单元、光电转换单元、放大电路单元和数据采集单元为核心的温度检测系统。通过对比分析,选择红色粉末作为温度敏感材料,其具有较好的温度敏感特性。选择紫外激光二极管作为激发光源,与荧光材料相匹配。对微弱信号放大环节进行了具体的分析,设计了放大电路。数据采集模块选择以USB2851数据采集卡为来完成。利用MATLAB编写了针对单指数模型的最小二乘拟合法、FFT拟合法和积分面积比法三种算法的程序,结合理论推导对比三种算法的优劣。考虑到实际情况的复杂性,提出将L-M算法和prony算法两种针对多指数模型的算法应用在荧光测温的数据处理中,分析了理论可行性并编写了程序,进行了仿真分析,来提高测温的灵敏度与精度。之后将编写的五种程序嵌套进Labview程序中,设计上位机显示界面。最后,对各部分硬件电路进行调整。先进行了探头性能调试,对其灵敏度进行分析;再进行温度标定实验得到温度的测量公式;后进行整机实验,表明测温系统可以稳定工作,精度在0.2℃以内,达到对温度实时监测的效果。