温度探测新纪元中国计量大学研制出利用稀土材料的高效温度传感器开创了基于传感器基本原理的创新路径
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之一，稀土因其广泛应用领域而被许多国家视作“战略资源”。如何有效地利用这些宝贵资源，以拓展它们在技术领域中的应用潜力，是当前科研人员持续关注的话题。在这个背景下，中国计量大学赵士龙团队便着眼于通过稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤来改进温度传感器设计，其研究工作得到了浙江省自然科学基金的资助。该课题也已于今年4月圆满结束，并成功实现了多项突破性的科技成果。
赵士龙教授指出，无论是现有的热电偶、热电阻还是辐射式温度计，它们虽然在各自适用的场景中表现出色，但却无法完全满足现代科技领域对高精度和特殊环境下的需求。随着温测技术不断向前发展，人们对于更先进、更灵活的解决方案有了更高要求，而传统型号已经显得过时。
“相比常规类型的温度传感器”，赵士龙教授进一步阐述，“光纤型数不仅具备了可靠性卓著、绝缘性能优秀以及抗干扰能力强等特点，而且还能够提供快速响应速度及经济实惠，这使得它成为目前研究重点。”尤其是在恶劣条件下，如大电流、高磁场或易燃易爆区域等，这类设备显示出了巨大的优势，因为它们能够承受并抵御这些环境挑战。
在这项由赵士龙领导的小组中，他们采用荧光原理来构建金属离子与基质间关系，从而达到准确测定目标材料所需时间。这一方法依赖于某些金属元素——特别是稀土元素，在不同的介质中发出的独特发光效应，以此建立起连接金属离子发出的荧光参数与待测物体实际温度之间的一种映射规则。
通过精心选择和优化氧氟微晶玻璃组合及其制造成分，以及系统分析这些变化对网络结构和物理属性影响，我们最终获得了一种高度透明且富含稀土元素的地球化学玻璃材料。此外，本项目还专注于分析这些组分如何塑造关键参数以提升敏捷度，为开发具有自主知识产权、新颖设计之特种光纤提供理论基础及技术储备。而该项目所取得的心里结硕果包括撰写13篇SCI论文，其中5篇登顶期刊，还涉及3项国家专利申请以及培养5名研究生。在整个项目执行期间，赵士龙教授荣获2018年度浙江省优秀教师称号，并被评选为当地高校青年学科带头人之一。
