Способ определения температуры

 

Использование дистанционное измерение температуры Сущность изобретения: монохроматическим излучением возбуждают люминесценцию образца в антистоксовой области. Одновременно регистрируют интегральную интенсивность люминесценции и интенсивность излучения, рассеянного образцом. По величине отношения этих интенсивностей определяют температуру объекта , в тепловом контакте с которым установлен образец, 2 ил„

„.SU„„1732189 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

° М

РЕСПУБЛИК щ) G 01 К 11/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4654091/10 (22) 09.01.89 (46) 07.05.92. Бюл. N - 17 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.А.Н.Севченко (72) В.Н.Бойков, Г.В.Шалаховская, А.Н,Красовский и Н.И.Ксенофонтова (53) 536.53(088,8) (56) t. Патент США Р 4729668, кл. G 01 К 11/20, 1988.

2. Чукова N.Ï. Антистоксова люминесценция и новые возможности ее применения, M., Сов,Радио, 1980, стр. 76-80.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в различных областях науки и техники для дистанционного измерения температуры.

Известен способ измерения температуры объекта по отношению последовательно измеренных интенсивностей линии излучения термочувствительного материала, приведенного в контакт с объектом измерения и облучаемого попеременно светом : с одной и другой длиной волны. Интенсивность люминесценции изменяется .пропорционально температуре при возбуждении светом с первой длиной волны и обратно пропорционально температуре при возбуждении светом с другой длиной волны, Измеряют интенсивность указанной линии .люминесценции в течение последовательных периодов освещения первым и вторым лучом, вычисляют отношение

-последовательно измеренных интенсив-

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРЫ (57) Использование: дистанционное измерение температуры. Сущность изобретения: монохроматическим излучением возбуждают люминесцен р ю образца в антистоксовой области. Одновременно регистрируют интегральную интенсивность люминесценции и интенсивность излучения, рассеянного образцом. По величине отношения. этих интенсивностей определяют температуру объекта, в тепловом контакте с которым установлен образец. 2 ил. ностей и по нему судят о температуре объекта.

Увеличение интенсивности люминесценции,с температурой при возбуждении образца светом с определенной длиной волны подобно закономерности изменения интенсивности люминесценции при антис гоксовом возбуждении.

Но процедура выбора вещества и sosбуждающего света с подходящими дли,нами волн в способе не оговаривается.

Известно свойство температурной зависимости интенсивности люминесценции образца при антистоксовом возбуждении, которое может быть использовано для измерения температу ры.

Недостатком способа измерения температуры на основе использования указанного свойства является влияние на результат измерения нестабильнос.3 173 тей оптического тракта, Изменения окружающей среды, приводящие к изменению излучателей способности тела и поглощения промежуточной среды, могут вносить значительные погрешности в результаты измерений.

Целью изобретения является повышение точности за счет устранения .влияния на результат измерений нестабильностей оптического тракта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения температуры объекта, заключающемуся в регистрации интенсивности излучения люминесцирующего образца при антистоксовом возбуждении, одновременно регистрируют на частоте возбуждающего излучения и интенсивность излучения, рассеянного образцом, а искомую температуру определяют по величине отношения интегральной интенсивности люминесценции к интенсивности рассеянного излучения.

Повышение точности достигается за счет устранения влияния на результат измерения нестабилъностей оптического тракта, что важно при использовании предложения для дистанционного измерения температуры, На фиг, 1 представлена схема опыта при лазерном возбуждении люминесценции образца, измерении ее интегральной интенсивности и интенсивности излучения на частоте возбуждающего света, рассеянного образцом; на фиг. 2 - температурные зависимости.

Приняты следующие обозначения: люминесцентный образец 1, объект 2 измерения температуры, источник 3 возбуждения люминесценции, Х,ц интегральная интенсивность люминесценции образца, I pIIq — интенсивность, света, рассеянного образцом на частоте возбуждающего излучения, Ф, Ф -. ! оптические фильтры, Д, Д .- детекторы излучения, 0 — частота света, возбуждающего люиинесценцию.

На фиг. 2 изображены температур», ные зависимости отношения интеграль ной интенсивности люминесценции со единения уранила ПО С14 DipH< к ин-"

I .тенсивности излучения на частоте эоэ буждающего света, рассеянного образцом, при двух значениях частоты Ф . кривая I получена для 4ь3 19436 см-, кривая II - для 0g = 19201 см

Для удобства изображения;кривых значения отношения интенсивйостей приведены в логарифмическом масштабе, 2189

Способ осуществляется следующим образом, В качестве люминесцирующего образца берут соединение уранила UO Cl< к ЭхрН (частота чисто электронного перехода в спектре люминесценции это го соединения 19754 см ). Прессуют таблетку этого вещества прессом КЗФ (усилие 4 т). Прессованную таблетку приводят в тепловой контакт с.объектом измерения и помещают перед детектором излучения (Д<) . Облучают образец светом аргонового лазера1ЬА-120 частотой = 19436 см (514,5 нм). Между !

5 образцом и детектором ставят светофильтр ЛС"11 толщина 5 мм). Фильтр марки ОС-.11 имеет спектральную кривую коэффициента пропускания, позволяющую исключить из интегрального свечения образца при антистоксовом селективном возбуждении саму возбуждающую лазерную линию, Измеряют детектором Д интегральную интенсивность люминесценции образца I „ 0„„

9,23 отн,ед. Одновременно с помощью второго детектора (Д ) и интерференционного фильтра DSIF 510 (Car1 Zeiss Jena) регистрируют на частоте возбуждающего света интенсив30 ность излучения, рассеянного образцом, Хрис = 21,4 отн.ед, Полоса пропускания фильтра 10 нм. Вычисляют АЮ

=. 0,43 и по градуировочной

I pic, 35 кривой определяют температуру объекта

-Т= 304+4 К.

В качестве детекторов Д и Д ис пользуют ФЭУ-36 с цифровым вольтиет-:l

40 ром.

Регистрация интенсивности рассеян ного излучения одновременно с интен- сивностью аитистоксовой люминесценции и определение температуры по их

-отношению позволяют устранить влия

" ние на результат измерений нестабиль :ностей оптического тракта и IIoBbIcHTb эа счет этого точность измерений при определении температуры.

Формула и з обретения

Способ определения температуры, заключающийся в том, что монохрома, - тическим излучением возбуждают люминесценцщо в.ан гистоксовой области

:образца, находящегося в тепловом контакте с объектом, и регистрируют интегральную интенсивность люминесценции, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, 5 1732 t89 6 что, с целью повышения точности, од- . искомую гемпературу определяют по новременно регистрируют на частоте величине отношения интегральной ин-. возбуядающего излучения интенсивность тенсивности люминесценции к интенсивизлучения, рассеянного образцом, а

5 ности рассеянного излучения.