中国计量大学科研进展新型稀土温度传感器触摸温度的静态精度
导语:光纤温度传感器凭借其卓越的性能,如高可靠性、高绝缘性、强抗电磁干扰能力、优良重复性和快速响应速度,再加上较低的成本,正迅速成为新一代温度传感器研究与开发的热点。中国计量大学赵士龙团队在浙江省自然科学基金的大力支持下,对利用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制造温度传感器进行了深入探索。据悉,该项目于今年4月顺利完成,并取得了一系列令人瞩目的创新成果。
作为全球范围内极为重要且稀缺的矿物资源,稀土因其广泛应用于军事、冶金工业、石油化工以及玻璃陶瓷等领域,被许多国家视作战略资源。在不断拓展稀土应用领域方面,科研人员一直在投入大量努力。在浙江省自然科学基金的大力资助下,中国计量大学赵士龙团队致力于研究如何将稀土元素融入氧氟微晶玻璃光纤中,以便提高其作为温度传感器的一级材料的性能。该课题已于今年4月正式完结,并获得了一系列具有里程碑意义的成果。
赵士龙教授指出,无论是目前市场上的热电偶、热电阻还是辐射温度计,它们都有各自适用的场景,但随着科技进步和对精确度要求不断提升,这些传统技术已经无法满足现代社会对于精确温测需求尤其是在高科技行业中的挑战。因此,新型如光纤类型的温度传感器变得越发必要,它们能够提供更稳定的数据,同时具备抗环境影响(如大电流、高磁场)和成本效益更高。
“相比常规之选,我们认为采用荧光原理设计基于金属离子——特别是稀土元素——在不同基质中的发光特性,为实现高度灵敏度和准确性的实验提供了坚实基础。”赵士龙解释道。他补充说,由此形成的一套理论模型可以用来预测不同金属离子的荧光行为,并通过这套模型来判断待测物体或环境中的实际温度值,从而推动了这一领域研究工作向前发展。
通过对氧氟微晶玻璃组分及其制备工艺进行细致分析与优化,最终成功创造出了具有显著透明度及耐久性能改善效果的高品质稀土掺杂氧氟微晶玻璃。这项工作不仅为未来开发自主知识产权特色型数码产品奠定了基础,而且为生产具有世界领先水平精密度能达到毫克尔级别甚至更好)的特殊功能型智能薄膜开启了新的可能性。而本次项目所得成果包括13篇SCI期刊论文,其中5篇登上了顶尖期刊;并获得3项国家专利;培养并毕业5位硕士生。此外,在项目实施期间,赵士龙还荣获2018年浙江省优秀教师称号,并被评选为浙江省高校青年学科带头人之一。