在学习期间，雷清泉放弃了一切旅游休闲机会，甚至把行李搬到实验室，进行介电现象的理论与应用研究。回顾那段经历时，他说：“在我看来，旅游什么时候都可以，但学习的好机会，一旦错过，就再也不会回来了。”
“我童年就失去父母，是党和国家送我上学，支持我的生活，我唯有勤奋工作才能回馈这份恩情。”雷清泉感慨地告诉笔者。归国后，他把研究目光瞄准了电气绝缘领域前沿及相应交叉学科。
当时，如何解决油田电泵井采油生产过程中连续监测井下地层的压力及温度变化问题，一直是世界性科技难题。由于用于监测传感器的制备上所用的半导电高分子材料，尤其是其中的聚省醌自由基高聚物（简称省醌黑）耐热氧化稳定性差，故其规模化应用一直无法实现。
从1962年起，美国MIT学者Pohl在社会各界的强力资助下，对此类材料的性能做了深入研究，虽然合成了数百种省醌黑，但直到1986年Pohl去世，仍未解决这一难题。
基于国内外油田市场对新型压力温度传感器的急需，1987年，雷清泉组建课题组，与团队成员瞄准这一领域的国际难题开始进行攻关。面对没有标准样品、没有参考资料，甚至连生产设备都没有的艰苦环境，他带领团队埋头苦干，专心研究，以惊人毅力和坚定信念，历时13年，历经数百次失败，终于在世界上首次成功研制了用于潜油电泵井下监测的半导电聚省醌粉末材料制备的温度压力双参数传感器。
在该项目申报国家技术发明奖的评审会上，国内知名电子材料学专家韦钰听完答辩后连声称道：“这是原始创新，这绝对是原始创新。”
更令人自豪的是，从传感器材料、传感器设计到传感处理的整个研发过程，都是雷清泉率领团队自主创新完成的，拥有多项发明专利。这一科研成果获得2001年国家技术发明二等奖。2003年，雷清泉当选中国工程院院士，时任哈尔滨理工大学校长赵奇动情地说：“雷清泉教授是在哈尔滨理工大学贫瘠的土地上厚积薄发、土生土长的院士。”
