[发明专利]一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法

说明书

一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法，本发明涉及一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法。本发明的目的是为了解决现有的荧光强度比测温技术在较高温度区间灵敏度低的问题。本发明的技术路线如下：利用405nm激光二极管作为激发光源，激发CaWO₄:Tb³⁺/Eu³⁺温度敏感材料，该温度敏感材料中心波长位于545nm的绿色荧光带和中心波长位于614nm的红色荧光带的强度比和温度呈现单调变化关系。基于此可以进行温度测量，能够在较高温度区间获得更加灵敏的温度响应，在610K附近相对灵敏度高达2.02％K^‑1，较传统方法提高近一个数量级。本发明应用于荧光强度比测温领域。

技术领域

本发明涉及一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法。

背景技术

温度是极其重要的一个物理量，无论是在工业、农业，还是在航空航天，亦或是军事领域，它都发挥着非常关键不可或缺的作用。温度的单位是开尔文，是国际单位制中七个基本单位之一，它的重要性不言而喻。

鉴于温度的重要性，我们有必要快速地获取这个参量的准确数值，这就涉及到温度测量方法学。截止目前，已经发展了很多种温度测量方法。一般来讲，按照是否必须与待测目标接触，可以将这些温度测量方法归为两大类，接触式和非接触式。接触式测温方法有着悠久的历史，其中以热电偶和热电阻最具典型性。相较于前一种测温方法，后一种可以不必与待测目标接触，因为可以进行非接触式测温。在非接触式测量方法中，基于镧系元素的荧光强度比技术具有很多优势，例如，很强的抗外界干扰能力和快速的响应时间，这使得该技术得到了广泛的关注。

然而，已经报道的荧光强度比测温技术更加适合应用在室温以及更低温度区间内。我们知道，相对灵敏度是衡量测温技术最为核心和关键的几个指标之一，在较高温度区间，已经报道的荧光强度比测温技术的相对灵敏度随着温度急剧下降，例如，相对灵敏度在600K附近只有0.2％K^-1左右，这极大地限制了荧光强度比测温技术的适用温度区间。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的荧光强度比测温技术适用区间较窄，在较高温度区间内的相对灵敏度较小的问题，提供一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法。

本发明一种在较高温度区间实现高灵敏测温的方法是按以下步骤进行：一、制备CaWO₄:Tb³⁺/Eu³⁺温度敏感材料；二、利用405nm激光二极管作为激发光源，对CaWO₄:Tb³⁺/Eu³⁺温度敏感材料进行温度定标，采集该敏感材料所发射的荧光，记录中心波长位于545nm的绿色荧光带和中心波长位于614nm的红色荧光带的强度比R随温度T的变化，得到定标曲线R＝0.058+598621*exp(-8725/T)；三、将CaWO₄:Tb³⁺/Eu³⁺温度敏感材料放置于待测环境，计算中心波长位于545nm的绿色荧光带和中心波长位于614nm的红色荧光带的强度比值并代入定标曲线，即得到待测环境的温度。