【技术实现步骤摘要】
本申请涉及温度传感领域，具体而言，涉及一种量子点荧光寿命光纤温度传感系统。
技术介绍
1、温度的探测一般是通过温度传感装置实现。温度传感装置将温度的变化转化为其他物理量的变化，例如电流、电压、光强、波长、颜色、形状等等。温度的变化会引起其他物理量的变化，待测温度一般处于变化中，温度变化时，温度传感装置输出的物理量也需要随温度的变化而变化，若待测温度已经变化，温度传感装置输出的物理量仍然不变或变化幅度较小，也就是物理量的变化没有及时地随着待测温度的变化而变化，使得探测结果不准确，因此，温度传感装置对温度的变化产生反应的灵敏度十分重要。
2、基于光学原理的温度传感装置灵敏度相对较高。当某种物质被一束激光激发后，该物质的分子吸收能量后从基态跃迁到某一激发态上，再以辐射跃迁的形式发出荧光回到基态。当激发停止后，分子的荧光强度降到激发时最大强度的1/e所需的时间称为荧光寿命，即自由离子或晶体中离子的能级寿命。它表示粒子在激发态存在的平均时间，通常称为激发态的荧光寿命。一般荧光的波长大于入射光的波长，荧光的寿命、波长、强度等均与温度、周围介质等密切相关。现有的基于光学原理的温度传感装置有：通过光强度检测温度的荧光强度型温度传感装置；通过光强比值检测温度的荧光强度比型温度传感装置；通过探测荧光衰退时间，即荧光寿命检测温度的荧光寿命型温度传感装置。荧光强度型温度传感装置直接探测发射荧光的强度，探测过程中容易导致光源波动等带来的影响，增加参考通道，这使得系统复杂，成本较高。荧光强度比型温度传感装置利用比值避免了激励光源强度的影响，准确
3、综上所述，现有的温度传感装置探测灵敏度较低，不能满足高灵敏度温度探测的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种量子点荧光寿命光纤温度传感系统，以解决现有的温度传感装置探测灵敏度较低，不能满足高灵敏度温度探测的需求的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本申请提供一种量子点荧光寿命光纤温度传感系统，该系统包括光纤环形器，光纤环形器与光源、光探测器、传感光纤的一端连接，光源发出的光经过光纤环形器入射到传感光纤，传感光纤出射的光经过光纤环形器进入光探测器，传感光纤的一端与光纤环形器连接，传感光纤的另一端为探测端，探测端端面固定设置有量子点，探测端端面还设置有压电材料层，压电材料层覆盖量子点，量子点设置于压电材料层的内部，压电材料层远离传感光纤一侧固定设置有热膨胀层。
4、进一步地，量子点为二硫化钼量子点，量子点的尺寸小于5nm，量子点的尺寸差异小于等于2nm。
5、更进一步地，二硫化钼量子点根据如下步骤进行制备：首先将(nh4)6mo7o24﹒4h2o溶于去离子水中，使用氨水溶液将ph值调节到6.5；将谷胱甘肽加入ph值为6.5的溶液中，再一起加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液样品；将溶液样品置于高压反应釜中，进行水热反应，水热反应的温度为190℃-210℃，水热反应时间为22h-26h，水热反应结束后，自然冷却至室温；水热反应得到的溶液进行过滤、离心、透析，最终得到二硫化钼量子点。
6、更进一步地，(nh4)6mo7o24﹒4h2o和谷胱甘肽的质量比为46.8:254，氨水的质量分数为10％，离心过程的转速大于8000r/min，时间为20min。
7、更进一步地，传感光纤的传感端靠近压电材料层一侧的直径大于远离压电材料层一侧的直径。
8、更进一步地，传感光纤由中心光线和同轴分布于中心光纤周围的多个边缘光纤共同组成。
9、更进一步地，光源的中心波长为400nm-450nm。
10、更进一步地，传感光纤为单模石英光纤或多模石英光纤。
11、更进一步地，压电材料层的材料为聚偏氟乙烯、压电陶瓷、铌镁酸铅、钛酸钡、锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛、铌酸锂、钽酸锂中的一种。
12、更进一步地，热膨胀层的材料为金属铬、蛭石、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、环氧树脂中的一种。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术温度传感系统采用二硫化钼量子点作为传感物质，量子点的比表面积大，更容易受到温度的影响，因此，探测灵敏度更高。同时，探测的荧光寿命不仅与温度有关，还与周围介质环境相关，周围介质环境的变化通过热膨胀材料也取决于待测温度的变化。因此，待测温度变化量相同的情况下，本申请系统探测到的荧光寿命的变化较大，使得本申请温度传感系统的探测灵敏度较高。
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1.一种量子点荧光寿命光纤温度传感系统，该系统包括光纤环形器，所述光纤环形器与光源、光探测器、传感光纤的一端连接，所述光源发出的光经过所述光纤环形器入射到所述传感光纤，所述传感光纤出射的光经过所述光纤环形器进入所述光探测器，其特征在于，所述传感光纤的一端与所述光纤环形器连接，所述传感光纤的另一端为探测端，所述探测端端面固定设置有量子点，所述探测端端面还设置有压电材料层，所述压电材料层覆盖所述量子点，所述量子点设置于所述压电材料层的内部，所述压电材料层远离所述传感光纤一侧固定设置有热膨胀层。
2.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述量子点为二硫化钼量子点，所述量子点的尺寸小于5nm，所述量子点的尺寸差异小于等于2nm。
3.根据权利要求2所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述二硫化钼量子点根据如下步骤进行制备：首先将(NH4)6Mo7O24﹒4H2O溶于去离子水中，使用氨水溶液将PH值调节到6.5；将谷胱甘肽加入PH值为6.5的溶液中，再一起加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液样品；将溶液样品置于高压反应釜
4.根据权利要求3所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述(NH4)6Mo7O24﹒4H2O和所述谷胱甘肽的质量比为46.8:254，所述氨水的质量分数为10％，所述离心过程的转速大于8000r/min，时间为20min。
5.根据权利要求4所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述传感光纤的所述传感端靠近所述压电材料层一侧的直径大于远离所述压电材料层一侧的直径。
6.根据权利要求5所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述传感光纤由中心光线和同轴分布于所述中心光纤周围的多个边缘光纤共同组成。
7.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述光源的中心波长为400nm-450nm。
8.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述传感光纤为单模石英光纤或多模石英光纤。
9.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述压电材料层的材料为聚偏氟乙烯、压电陶瓷、铌镁酸铅、钛酸钡、锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂、石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛、铌酸锂、钽酸锂中的一种。
10.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述热膨胀层的材料为金属铬、蛭石、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、环氧树脂中的一种。
...【技术特征摘要】
1.一种量子点荧光寿命光纤温度传感系统，该系统包括光纤环形器，所述光纤环形器与光源、光探测器、传感光纤的一端连接，所述光源发出的光经过所述光纤环形器入射到所述传感光纤，所述传感光纤出射的光经过所述光纤环形器进入所述光探测器，其特征在于，所述传感光纤的一端与所述光纤环形器连接，所述传感光纤的另一端为探测端，所述探测端端面固定设置有量子点，所述探测端端面还设置有压电材料层，所述压电材料层覆盖所述量子点，所述量子点设置于所述压电材料层的内部，所述压电材料层远离所述传感光纤一侧固定设置有热膨胀层。
2.根据权利要求1所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述量子点为二硫化钼量子点，所述量子点的尺寸小于5nm，所述量子点的尺寸差异小于等于2nm。
3.根据权利要求2所述的量子点荧光寿命光纤温度传感系统，其特征在于，所述二硫化钼量子点根据如下步骤进行制备：首先将(nh4)6mo7o24﹒4h2o溶于去离子水中，使用氨水溶液将ph值调节到6.5；将谷胱甘肽加入ph值为6.5的溶液中，再一起加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液样品；将溶液样品置于高压反应釜中，进行水热反应，水热反应的温度为190℃-210℃，水热反应时间为22h-26h，水热反应结束后，自然冷却至室温；水热反应得到的溶液进行过滤、离心、透析，最终得到所述二硫化钼量子点。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨雯，杨培志，蒋胤，戚自婷，张云博，章维格，
申请(专利权)人：云南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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