稀土發(fā)光材料在研制溫度傳感器中的應(yīng)用
2019-10-17來源：傳感器專家網(wǎng)作者：傳感網(wǎng)絡(luò)標簽：傳感器,溫度傳感器
如何利用好稀土，不斷拓展稀土應(yīng)用領(lǐng)域，近年來我國科研人員做了不少研究。近日，據(jù)悉在浙江省自然科學基金的資助下，中國計量大學趙士龍團隊圍繞溫度傳感器用稀土摻雜氧氟微晶玻璃光纖做了深入研究。
溫度傳感器是最早開發(fā)，應(yīng)用最廣的一類傳感器，目前，溫度傳感器的市場份額大大超過了其他的傳感器，在半導體技術(shù)的支持下，本世紀相繼開發(fā)了半導體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。與之相應(yīng)，根據(jù)波與物質(zhì)的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。
據(jù)介紹，目前人們已經(jīng)發(fā)明的各種各樣的溫度傳感器，如傳統(tǒng)的熱電偶、熱電阻及輻射溫度計等，但這些溫度傳感器大多只能在傳統(tǒng)的場合應(yīng)用。由于溫度測量的應(yīng)用范圍不斷拓展，對溫度檢測的創(chuàng)新、研究和發(fā)展一直在進行，常規(guī)的溫度傳感器已不能滿足許多領(lǐng)域的要求，尤其是在高科技領(lǐng)域。
“相比傳統(tǒng)的溫度傳感器，光纖溫度傳感器具有可靠性高、絕緣性好、抗電磁干擾、重復性好、響應(yīng)速度快、價格低廉等特點，成為新型溫度傳感器研究開發(fā)的重要方向之一。”研究人員說，其特別適合于惡劣環(huán)境，如大電流、高磁場、易燃易爆、易腐蝕等中進行溫度測量，具有很高的研究價值和廣闊的應(yīng)用前景。
在稀土功能材料的發(fā)展中，尤其以稀土發(fā)光材料格外引人注目。稀土因其特殊的電子層結(jié)構(gòu)，而具有一般元素所無法比擬的光譜性質(zhì)，稀土發(fā)光幾乎覆蓋了整個固體發(fā)光的范疇，只要談到發(fā)光，幾乎離不開稀土。稀土發(fā)光材料的應(yīng)用會給光源帶來環(huán)保節(jié)能、色彩顯色性能好及長壽命的作用，有利于推動照明顯示領(lǐng)域產(chǎn)品的更新?lián)Q代。目前，我國稀土發(fā)光材料行業(yè)緊跟國際稀土發(fā)光材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展潮流，與下游產(chǎn)業(yè)之間建立了良好的市場互動機制，成為節(jié)能照明和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中不可或缺的基礎(chǔ)材料。據(jù)介紹，科研團隊基于熒光光纖溫度傳感器利用某些金屬離子，特別是稀土離子在不同基質(zhì)中的發(fā)光，通過建立金屬離子在基質(zhì)中的熒光參數(shù)與溫度的關(guān)系，從而得到待測物質(zhì)的溫度的特點開展研究。
“通過對氧氟微晶玻璃組分、工藝的設(shè)計和優(yōu)化，得到了高度透明稀土摻雜氧氟微晶玻璃，并系統(tǒng)地分析了玻璃的組分對玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、物化性能等溫度傳感靈敏度的影響規(guī)律。”本項目研制的稀土摻雜氧氟微晶玻璃光纖基質(zhì)材料，可為研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特種光纖，開發(fā)高精度的光纖溫度傳感器提供科學依據(jù)和技術(shù)儲備。
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