Материал для волоконно-оптических датчиков температуры

(57) Сущность изобретения: материал содержит смесь порошков двух люминофора,активированных хромом: Епба 20 л Сг вколичестве 8 - 17 мас, и Обзба 5012Сгостальное. 1 ил 1 табл,ельным из известтся иттрий-алюмированный хромом офор характеризуянной времени заОднако задача дальнейшего повышения чувствительности материала является актуальной, так как с ней прямо связана . точность - основной параметр средства измерений. Схема с ИАГ:Сг обеспечивает точность измерений на уровне 0,10 С, но при статистической обработке данных от 30 импульсов, Повышение чувствительности позволяет увеличить точность измерений или при той же точности повысить быстродействие за счет обработки меньшего числаимпульсов. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Московский химико-технологическийинститут им. Д.И, Менделеева и Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения(56) Япоез ЙЯ., Згпа 16. РЬогезсеп 1 бесауйегаоаетег еВ Ьоодса аррсабопз.Веч. Бс. пзтгца. 1980, ч.51, М 7, р.882-884.=еЬепЬасЬИО. 1-азеорзсЬе 1 егпревйвпеиппдоЬег бе.опизгепзаЬВпдгей. Яепзог Верой,1988, Вб,3. М 4, з,40-43,Изобретение относится к области температурных измерений, преимущественно с помощью волоконно-оптических датчиков;Известен способ измерения температу. ры, основанный на температурной зависимости постоянной времени затухания люминесценции ( г ) рубина, состоящий в том, что мощным коротким импульсом света возбуждают люминесценцию рубина, при-,. веденного предварительно в тепловой контакт с объектом, после чего выделяют два последовательных временных интервала, измеряют интенсивность люминесценции в каждом из интервалов и определяют отношение этих интенсивностей как меру температуры. Это изменение невелико (около 0,37 ф/0 С), поэтому рубин как термочувствительный материал в данном методе не обеспечивает высокой точности измерений (не лучше 0,3 С).Для реализации способа могут быть использованы также другие известные люминесцентные материалы с т мой постоянной времен несценции.Наиболее чувствит ных материалов являе ниевый гранат, активи (ИАГ:Сгз). Этот люмин ется изменением посто тухания около 1 /С. емпературозависи--и затухания люмиЦель изобретения - повышение температурной чувствительности люминесцентного материала,Посгавленная цель достигается составом, содержащим в качестве-первого люминофора - порошок галлий-гадолиниевого граната. активированного хромом (Оозба 5012 Сг;+), в качестве второго люминофора - порошок галлата цинка, активированного хромом ДпбвгОз Сг"), при следующем соотношении компонентов смеси (в мас.ь); галлат цинка, активированный хромом, 8- 17, галлий-гадолиниевый гранат, активированный хромом, остальное.Люминофоры получали следующим известным способом, В фарфоровую чашку помещали смесь порошков, состоящую из: ЕпО(606 г),ОазОз(з 396 г)иСг(ЙОфз 9 НзО (0,763 г) - синтез 2 пба 204 Сг; бб 20 з (0,74 г), ОазОз (9,26 г) и С(ЫОзф9 НзО (0,415 г) - синтез ббзба 5012 Сг . Шихту тщательно перемешивали, помещали в тигель, накрывали крышкой. Прокаливание проводили на воздухе при 1573-1773 К в течение 2-6 ч.Смеси порошков люминофоров получали простым перемешиванием.Характер кривых затухания люминесценции для бозба 5012 Сг и для 2 пба 204 Сг показан на прилагаемом графике в координатах: интенсивность. ) (В) - время т (мс) при температуре около 20 С. Интервалы интегрирования сигналов люминесценции в соответствии с величиной постоянной времени затухания люминесценции т были выбраныследующим образом: для бдзба 5012 Сг 11- =320 мкс и 1 1 " 480 мкс; для 2 пба 204 Сг 2 = -1,0 мс и 1 2 = 3,5 мс. С изменением пропорции ингредиентов смеси изменяется соотношение сигналов люминесценции выбранных временных интервалов (й 1:й 2, где М 1 - интенсивность люминесценции вГаллат цинка,активированный хромом 8-17Галлий-гадолиниевый40гранат, активированныйхромом Остальное Финтервале о-т 1, Н 2 - в интервале 12-т 2), Снекоторым запасом можно допустить двукратное изменение соотношения интенсивностей. Увеличение соотношения сверх5 указанных пределов приведет к появлениюзаметной погрешности в работе аналогоцифрового преобразователя.В таблице даны температурные зависимости параметров смесей люминофоров10 бдзба 501 у 5 мол. Сг - 2 пба 204 2,5мол, Сг и температурные градиенты О.Увеличение чувствительности материала практически в 2 раза позволит вдвоеуменьшить погрешнс".ть измерений или,при15 одинаковой точности, в полтора раза умень шить время измерений,Предполагается использовать предложенный материал в разработке волоконно-оптических датчиков температуры20 медицинского назначения, испольэуемых вонкологии при ВЧ-гипертермии злокачественных новообразований.Формула изобретенияМатериал для волоконно-оптических25 датчиков темпера:гуры на основе люминофора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения температурной чувствительности, он дополнительно содержит второй люминофор в виде порошка галлат цинка,30 активированный хромом, а в качестве первого люминофора - порошок галлий - гадолиниевого граната, активированногохромом, с образованием смеси двух порошков при следующем соотношении комло 35 нентов, мас.:1753308 20Составитель М.Давыдова Редактор О,Головач Техред М.Моргентал Корректор П.Гере аз 2760 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101