Способ измерения температуры

(51) 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ титут алаховК 11/2 ние ем- ьзоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Патент Франции2374624кл, С 01 К 11/20, 1978.Патент ФРГ2755773, кл. 6 0опублик. 1978. Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в различных областях науки и техники для дистанционного измерения температуры.Целью изобретения является повыше точности при дистанционном измерении т пературы за счет эффективного испол вания излучения люминесценции.На фиг. 1 показана схема измерений; на фиг. 2 - схема переходов, формирующих спектры люминесценции тетрахлоридных соединений уранила (,- два исходных возбужденных уровня, ответственных за дублетную структуру спектров, Л энергетический зазор между ними); на фиг. 3 - температурные зависимости спектров поляризованной люминесценции моно- кристалла тетрахлоруранилата пиридиния а - участок первой колебательной полосы спектра поляризованной люминесценции при Т=77 К, б - тот же участок, при Т=4,2 К); на фиг. 4 - градуировочные кривые для двух ориентаций монокристалла (1 - а=110, р=27, у=60, 2 - а=15, р=32, у=70) .(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР Ъ(57) Изобретение относится к технике термометрии и может найти применение при дистанционном измерении температуры. Целью изобретения является повышение точности при дистанционном измерении температуры за счет эффективного использования излучения люминесценции. Люмицесцентный кристалл помещают в среду, где необходимо измерить температуру. Измеряют интегральные интенсивности излучения люминесценции кристалла в двух различных плоскостях поляризации. По отношению интенсивностей определяют температуру.4 ил. Температурная зависимость отношения интегральных интенсивностей люминесценции монокристалла в разных плоскостях поляризации получена экспериментально цри изучении спектральных характеристик кристаллов ураниловых соединений.Физическое обоснование данной экспериментальной зависимости заключается в природе формирования спектров кристаллов данных ураниловых соединений. В спектрах тетрахлоридных комплексов уранила при низких температурах наблюдается дублетцый характер линий чисто электронного перехода и его колебательных повторений. Расстояния между компонентами дублета различны для комплексов уранилтетрахлорида с разными катионами и составляют, например, 14 смдля кристаллов тетрахлоруранилата пиридиния.Дублетность линии в спектрах хлоридных соединений уранила обусловлена наличием у них двух близко расположенных исходных для люминесценции уровней энергии (фиг. 2). Между ними устанавливается термическое равновесие по энергииФормула изобретения электронного возбуждения, что проявляется в изменении с температурой интенсивности линий, соответствующих излучению с каждого из исходных уровней.Обе компоненты дублетов в спектрах имеют свою поляризацию, так как моделируются осцилляторами, лежащими в экваториальной плоскости иона уранила и расположенными примерно под прямым углом одна к другой.Сплошной линией на фиг. 3 обозначен участок поляризованного спектра, записанный при первом положении поляризатора, выделяющим электрический вектор Е излучения под углом 45 к осям У и Л. Пунктирной линией обозначен участок этого же спектра, записанный при другом положении поляризатора, выделяющим электрический вектор Е под углами 45, - 45 с осями У, 2. Обе головные линии при - 18990 и - 18900 см дублетны. При изменении ориентации поляризатора компоненты дублета взаимно меняют свои интенсивности. Понижение температуры приводит к перераспределению интенсивности свечения в пользу длинноволновых компонент будлета. Отношение суммарных интенсивностей люминесценции изображенного на фиг, 3 б участка спектра при двух положениях поляризатора при Т=4,2 К будет отличаться от значения того же отношения при Т=77 К (фиг. 3 а), учитывая минимальный вклад при Т=4,2 К коротковолновых компонент и факт сохранения с температурой индивидуальных поляризационных характеристик для каждой линии.Наличие двух исходных для люминесценции уровней энергии, установление между ними термического равновесия, проявляющееся изменением с температурой интенсивностей компонент дублета, различная поляризация этих компонент и обуславливают температурную зависимость отношения интегральных интенсивностей излучения монокристалла в различных плоскостях поляризации, на которой основан предложенный способ, Данные температурные зависимости получены для разных взаимных положений моно- кристалла, поляризатора и приемника излучения. Наиболее резкая зависимость получена при определенной ориентации моно- кристалла (фиг. 4), когда плоскость вращения поляризатора по-видимому параллельна экваториальным плоскостям ионов уранила в кристалле.Поскольку спектр излучения уранилового соединения - это набор повторений с определенным интервалом полосы чисто электронного перехода, то полученные температурные закономерности для отдельной полосы справедливы для интегральной интенсивности спектра в целом. Справедливость этого утверждения подтверждается на практике. Точки на фиг. 4 полностью укладываются на градуировочную кривую 1, полученную 10 15 20 25 30 35 40 45 50 для отношений интегральных интенсивностей поляризованной люминесценции монокристалла с той же ориентацией монокристалла. Градуировочная кривая 2 на фиг. 4 получена для другой ориентации монокристалла с углами: а= 115, Р=32, у=70.Измерение температуры осуществляют следующим образом.Облучают монокристалл тетрахлороуранилата пиридиния УФ-светом и регистрируют интенсивность его люминесценции приемником излучения. Между мои окристаллом и приемником помещен поляризатор, который вращается в плоскости, перпендикулярной оси регистрации люминесценции. Ориентируя монокристалл определенным образом (а= 110, р=27, у=65) и приводя его в тепловой контакт с объектом, измеряют интегральную интенсивность люминесценции 1 при первом положении поляризатора, когда электрический вектор Е свечения лежит в плоскости, составляющей углы 45, - 45 с осями У и У соответственно. Поворачивают поляризатор на 90 так, что вектор Е лежит в плоскости, составляющей углы 45 с осями У, Л, и измеряют интенсивность люминесценции 1, По отношению измеренных интенсивностейи по1 гградиуровочной кривой 1 (фиг. 4) находят температуру объекта.При изменении ориентации монокристалла для определения температуры проводят те же измерения, но пользуются другой градуировочной кривой, Например, при ориентации а= 115, р=32, 7=70 определяют температуру объекта Т= - 4,2 К и по градуировочной кривой 2 (фиг. 4).В предлагаемом способе определения температуры измеряется интегральная интенсивность люминесценции в разных плоскостях поляризации. При этом при прохождении через поляризатор полностью деполяризованного свечения на детектор попадает 1/2 часть излучаемой энергии. Предлагаемый способ позволяет: за счет снижения потерь энергии люминесценции, попадающей на детектор, существенно уменьшить пороговые значения интенсивности излучения люминесцирующего материала, что позволяет значительно увеличить расстояние до объектов, на котором возможно дистанционное измерение температуры; упростить температурные измерения, так как для реали. зации способа используются простые опти ческие приборы,Способ измерения температуры посредством регистрации интенсивности излучения люминесценции кристалла, находящегося в тепловом контакте с объектом, отличаю 1476328щийся тем, что, с целью повышения точности при дистанционном измерении температуры за счет эффективного использования излучения люминесценции, регистрируют интегральные интенсивности излучения люминесценции в двух различных плоскостях поляризации и по отношению этих интенсивностей определяют температуру.,7 асилье Корректор Подписное на, 101 Редактор М. КелемешЗаказ 2 14/42НИИПИ Государственного113035, МПроизводственно. издатель Составитель Ю. Андри Техред И. ВересТираж 574 комитета по изобретениям и сква, Ж - 35, Раушская кий комбинат Патент, г. открытиям праб., д. 4/5 жгород, ул. Г