Способ измерения температуры среды

Союз Сееетсюа Социалистичесаа Республик(51) 11/20 с присоединением заявки23) Приоритет -Гасударственный нвмнтет ссса но делам нзебретеннй н аткритнй. Каипов, Г. А. Тавшунский и Ш.А. В ппа ов Заявител стит(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СР при по кристал т темпе Изобретение касается измерения температур и может быть использовано в ядерной технике для измерения температуры в полях излучения.Известны способы измерительной температуры с использованием термолюминесцирующих кристаллов с предварительным облучением кристалла гамма- или рентгеновским излучениемЩВ одном из таких способов предварительно облученный гамма- или рентгеновским излучением кристалл Са 1 а - Ду помещают в измеряемую среду и по флуоресценции во время нахождения кристалла в среде судят о факте превышения одного определенного значения температуры,Однако этот способ не позволяет производить измерение температуры, так как наличие или отсутствие свечения позволяет определить только знак отклонения температуры среды от одного определенного значения температуры. Кроме того, он не пригоден для измерения температуры поля ядерного излучения, так как мещении в поле ядерного излучения л флуоресцирует вне зависимости о ратуры. ой физики АН Узбекской ССР Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ из мерения температуры, в котором термолюминесцентный дозиметр облучают определенным количеством радиации, экспонируют в 5 измеряемой среде, нагревают данный дозиметр и по количеству светосуммы, освобожденной из одного максимума термического высвечивания во время экспонирования дозиметра, судят о температуре измеряемой среды в пределах температур этого максимума 121.Однако этот способ не обеспечивает измерение температуры среды в широком интервале температур, так как в этом случае определение температуры возможно только 5 из узкого участка температур (20 - 30)одного максимума термического высвечивания. Кроме того способ треоует предварительного знания ориентировочной температуры среды для подготовки дозиметра к 20работе путем его предварительного нагрева до этой температуры, Способ не пригоден для измерения температуры полей излучения, так как во время экспонирования в поле ядерного излучения происходит нетолько высвобождение, но и запасашгс снетосуммы.Цель изобретения - . - расширение диапа зона Рзмср 5 смык температур.Это достигается тем, что в способе измерения температуры среды, включающем облучение кристаллов ядерным излучением, экспонирование в измеряемой среде и последующий нагрев кристаллов, при нагреве регистрируют температурную зависимостьинтенсивности термического высвечивания кристаллов и из сравнения с контрольной температурной зависимостью неэкспонированного кристалла определяют температурные местоположения первого появляющегося и последнего исчезнувшего максимумов, соответствующих верхней и нижней границам температуры измеряемой среды. Регистрацию контрольной и измеряемой температурных зависимостей проводят в идентичных режимах нагрева кристаллов.Предлагаемый способ состоит в следующем.При помещении термолюминесцирующих кристаллов в поле ядерного излучения вних происходит захват электронов и дырок на уровнях, энергетическое положение которых соответствует температурам, выше температуры облучения, Нагрев кристаллапосле облучения приводит к последовательному освобождению носителей с уровней захвата с последующей излучательной рекомбинацией. Освобождению уровней в порядке повышения их термической стабильности соответствуют последовательные максимумы температурной зависимости интенсивности термического высвечивания кристалла. Если облучение велось, например, при двух разных температурах, то, соответственно, на такой зависимости появляотся максимумы только выше этих температур. Температурное местоположение на вышеука анной зависимости интенсивности термического высвечивания кристалла первого максимума и будет являться верхней границей температуры поля ядерного излучения, а последнего исчезнувшего максимума - нижней границей. Если после облучения кристалла при достаточно низкой температуре его экспонировать в измеряемой среде, то в этом случае температурное местоположение первого максимума будет являться верхней границей температуры измеряемой среды, а последнего исчезнувшего максимума нижней, Наличие у кристаллов широкого температурного интервала термического высвечивания и значительного количества максимумов (у кристаллов ВаГ - ТКГз, например, от 4 К до 800 К) позволяет проводить измерение температуры предложенным способом с использованием этого кристалла в этом же широком интервале.Способ осуществля от следующим образом. Серию термолюмРкссцРручоших кристаллов, идентичных по внутренней структуре, например, изготовленных из одного моно;, лсталга, обл" ают ядерным излучением при минимально возможных температурах, например, температуре жидкого азота 77 К. Затем один из кристаллов (контрольный) нагревают до 77 К до температуры конца Рермического высвечивания и стандартными приборами регистрируют кривую температурной зависимости интенсивности термического высвечивания этого кристалла. Эта зависимость является контрольной, Остальные кристаллы экспонируют в измеряемых средах в течение времени, достаточном для установления термического равновесия с измеряемыми средами. Далее нагревают экс- НОРированные кристаллы от той же начальноч температуры и в том же температурно- скоростном режиме нагрева, что и контрольный, и при нагреве регистрируют кривые температурных зависимостей интенсивности термического высвечивания этих кристаллов. После чего сравнивают полученные зависимости с контрольной. При этом местоположения первого появляющегося и последнего исчезнувшего максимумов на кривой температурной зависимости соответствуют верхней и нижней границам температуры измеряемой среды. При измерении температуры поля ядерного излучения температурную зависимость интенсивности термического высвечивания ОегцтрР 1 руют .ц. и;гревании непосредственно после Обл ,енияристалла, так как операция экспонирования происходит во в 1 емя Облучения.Пример. Проводилось измерение темпратуры полей излреРия гамма-источника бОСо с использованием термолюминесцируюцих кристаллов Вае;. - НоГ, (0,01 вес.%),На чертеКе изооражены температурные зависимости интенсивности термического высвечивания кристаллов Ва Р - Но Гз 10,01 вес./,), гамма.облученных при 77"К (кривая 1 - контрольная кривая) и при температурах поля излучения Т; (кривая 2) и Т (кривая 3). Контрольный кристалл вводили в поле излучения, где он облучался при 77 К, Затем стандартными приборами (регистрирующая часть прибора ОРЕХ и самопишущий потенциометр ЭПП - 09 М) регистрировали контрольную температурную зависимость интенсивности термического высвечивания в области 77 К 400 К, Затем идентичные кристаллы Ваяв НОГз облучали при температурах полей излучения Т", и Т в течение 20 мин., после чего регистрировали температурные зависимости интенсивности термического высвечивания в области 77 - 400 К, нагреваемых в том же режиме нагрева, что и контрольный, кристалл. Как видно из чертежа, по сравнению с контрольной температурной за699359 формула изобретения 2 И Составитель Н. Горшкова Техред О. Луговая Корректор Г. Назарова Тираж 766 Подписное ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 филиал П ПП к Патентв, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор А. ШмелькннЗаказ 7878/1 висимостью, кривая температурной зависимости интенсивности термического высвечивания гамма-облученного при температуре поля Т; кристалла не содержит максимума при 270 К, а первый появляющийся максимум находится при 280 С, а гаммаоблученного при температуре поля Т не содержит максимума при 315 К и первый появляющийся максимум находится прн 320 К Таким образом, температура поля излучения 270 К(Т 1(280 К, а 315 К(Т(320 К.Реализация предложенного способа обес печивает определение температуры среды з заранее неизвестных широких температурных пределах, а также проведенче измерений температуры в полях ядерного излучения. Способ измерения температуры среды, включающий облучение термолюминесцирующих кристаллов ядерным излучением, 20 экспонирование в измеряемой среде и последующий нагрев кристаллов, отличаюицийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых температур, в процессе нагрева регистрируют температурную зависимость интенсивности термического высвечивания кристаллов и, сравнивая с контрольной зависимос ью неэк.понированпого кристалла, опред, яют температурные местоположения первого появляющегося и последнего исчезнув него максимумОВ, соответствующих верхней и нижнеи границам диапазона температуры измеряемой среды, причем регистрацию контрольной и измеряемой зависимостей переводят в идентичных режимах нагрева кристаллов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Японии50 - 21867, кл. 6 01 К 11/20, опублик. 1968.2. Патент США3869918,кл. б 01 К 11/20, опублик, 1975 (прототип) .