基于新型稀土发光材料的荧光光纤温度传感器系统

2004年12月 传 感 技 术 学 报

第4期

FluorescenceFiberTemperatureSensorBasedonaNovelRare EarthLuminescenceMaterial

BAIHai ying,WANGJi min

(DepartmentofAppliedPhysics,Northwesternpolytechnicaluniversity,Xi an710072,China)

Abstract: Anovelrare earthluminescencematerialY2O2S:Eu+Fe2O3wasstudiedincomparisonwithY2O2S:Euandotherrare earthluminescencematerials.TheresultshowsthattheultravioletexcitationefficiencyofY2O2S:Eu+Fe2O3isnearlytentimesofthatofY2O2S:Eu.AfluorescenceintensionratiofibertemperaturesensorsystemusingY2O2S:Eu+Fe2O3asthetemperaturesensitivematerialisdesignedandtested,andtheresultshowsthatthismaterialhasanexcellentperformanceinthetemperaturemeasuringsystem.

Keywords: optic fibersensor;rare earthluminescencematerial;temperaturemeasurement

基于新型稀土发光材料的荧光光纤温度传感器系统

柏海鹰, 王济民

(西北工业大学应用物理系,西安 710072)

摘要:将稀土发光材料Y2O2S:Eu+Fe2O3与Y2O2S:Eu等其它稀土发光材料进行了对比研究,研究结果表明

Y2O2S:Eu+Fe2O3具有高出Y2O2S:Eu近一个数量级的紫外激发效率。以Y2O2S:Eu+Fe2O3为温度敏感材料设计强度比型荧光光纤温度传感器,实验结果表明该荧光材料用于温度测量性能优良。

关键词:光纤传感器;稀土发光材料;温度测量

中图分类号:TN104.3;TP212.11 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2004)04-0660-03 荧光光纤温度传感器以光纤为探头基体和信

号传输通道,具有绝缘、抗电磁干扰、测量精度高等优点,特别适合应用于防燃防爆和强电磁干扰场合。目前,荧光光纤温度传感器主要分为强度型和寿命型两大类。荧光材料的不同对荧光温度传感器的物理性能有着重要的影响。本文将一种新型稀土发光材料Y2O2S:Eu+Fe2O3与Y2O2S:Eu进行了对比研究。在此基础上,以Y2O2S:Eu+Fe2O3为温度敏感材料设计了一个强度比型荧光光纤温度传感器系统,并对该传感器系统进行了实验测试。

[1]

1 荧光材料测温原理

荧光属于固体发光现象。光致荧光是荧光的一种,一般遵循斯托克斯定律,即发光材料被波长较短的入射光激励,进入激发态,然后从激发态回到基态,过剩的能量以波长较长的光的形式辐射出去,即为荧光。受激发射的荧光光谱由发光材料的能级结构决定。有些荧光物质的受激发射光谱的某些谱线的强度或衰减寿命随温度的变化而变化。测出相关谱线的强度或寿命的变化,就能确定相应荧光物质所经受的温度变化。

[3]

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收稿日期:2003 06 13

基金项目:国家自然科学基金资助项目(50331040)

作者简介:柏海鹰(1977-),男,硕士,研究方向为光电检测,baiwuji@yahoo.com.cn; ,,.