[发明专利]一种近红外荧光的高灵敏度温度传感方法有效
| 申请号： | 201910634403.4 | 申请日： | 2019-07-15 |
| 公开（公告）号： | CN110361106B | 公开（公告）日： | 2020-11-20 |
| 发明（设计）人： | 徐伟;赵迪;郑龙江 | 申请（专利权）人： | 燕山大学 |
| 主分类号： | G01K11/20 | 分类号： | G01K11/20 |
| 代理公司： | 北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙) 11474 | 代理人： | 孙建 |
| 地址： | 066004 河北省*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 红外 荧光 灵敏度 温度 传感 方法 | ||
1.一种近红外荧光的高灵敏度温度传感方法，其特征在于，其包括：
采用910~920nm的激光作为泵浦光源，对掺杂有Yb3+和Er3+的光学温度传感材料进行激发，采集在不同温度下的所述光学温度传感材料在940-1800nm波段的光致发光光谱，所述光致发光光谱中的两个荧光峰谱带分别位于950~1100nm和1450-1650nm之间；并对所述光致发光光谱中的两个荧光峰谱带进行积分，建立两个所述荧光峰谱带的荧光强度比随温度变化的标准曲线；以及将所述光学温度传感材料置于待测环境中，采集在940-1800nm波段的光致发光光谱，并进行计算，得出待测温度值；所采集到的光致发光光谱中，两个荧光峰源于非热耦合能级的辐射跃迁，且完全不重叠，采用的是斯托克斯荧光转换，其荧光效率高，量子产率大，有利于提高高温温度区间的测量的精度与灵敏度；
步骤一、按照摩尔比例称量药品，比例为：50Na2CO3-200WO3-49.5Y2O3-5Yb2O3-0.5Er2O3，将原材料用研磨棒充分研磨30min，利用压片机将混合物压成片状材料，再放入高温炉内，1000℃条件下保持6小时后，程序结束后使其自然冷却至室温取出，最后用锡纸包住NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+样片；
对制备所得的NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+样品进行表征，X射线衍射图谱分析和扫描电镜图谱分析；
步骤二、将NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+样品置于可控加热台上，选择中心波长为915nm的激光作为激发光源，调整光路，使得激发光源，样品中心与光谱仪的入光口在一个水平面上；控制温度以50℃为间隔变化，记录不同温度下的一系列的荧光光谱；以1016nm为中心的波段峰值随温度升高而减弱，而以1537nm为中心的波段峰值则随温度升高而逐渐增强；
步骤三、对步骤二中的两个波段分别进行积分，之后两者的比值即为FIR可记为公式1，
式1；
式1中，I1537和I1016分别表示中心波长位于1537nm和1016nm处的荧光强度，A为常数，T为绝对温度，B为两能级之间能量差；
1016nm和1537nm荧光峰强度比FIR随温度变化的函数关系利用Origin软件将数据进行拟合，得到公式2:
式2；
步骤四、将NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+样品置于待测温度下，利用915nm激光作为泵浦光，采集950nm至1800nm波段的光谱，计算相应荧光强度比数值，代入到步骤三所得到式2中，求得待测环境的温度。
2.根据权利要求1所述的近红外荧光的高灵敏度温度传感方法，其特征在于，所述光学温度传感材料包括NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+、KY(WO4)2：Yb3+/Er3+、CaWO4：Yb3+/Er3+、 CaMoO4：Yb3+/Er3+中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的近红外荧光的高灵敏度温度传感方法，其特征在于，所述光学温度传感材料为NaY(WO4)2：Yb3+/Er3+，其中稀土离子的摩尔比为Y3+:Yb3+:Er3+=89：10：1。
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