Люминофор для волоконно-оптического датчика температуры

 

Сущность изобретения: иттрий-алюминиевый гранат, активированный хромом, дополнительно содержит активатор лантан и соответствует эмпирической формуле 0,86-0,93 Y3AI5Oi2 : 0,04 Сг : 0,3-0,10 La. Показатели люминофора: длительность послесвечения 1515-1594 мкс, интенсивность свечения 88-100%, температурный градиент послесвечения 0,91-1.04%оС. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.t si)s С 09 К 11/80

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! ЛФЮИГ я Г;-...;г:. -.;-. «о; г

I л % Ф ч.и

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865797/26 (22) 13.09.90 (46) 07,01,93. Бюл. ¹ 1 (71) Московский химико-технологический институт им, Д.И. Менделеева и Всесоюзный научно-исследовательский институт ме,дицинского приборостроения (72) М.ll. Давыдова, С,С. Галактионов, Т,Я.

Черепанов и В,П. Селютин (56) КТV. Grattan et al. Biomedical

thermometry — à simple fiber optic approach //

IEEE Transactions on Biomedical Engeneerlng. — 1988, ч. 35, ¹8,,р. 618 — 622.

2. G.W. Fehrenbach, Fasегоptische

temperaturmessung uberdie luminlszensabkllngzeit

// Sensor Report, 1988, Bd 3, ¹ 4, s. 40-43.

Изобретение относится к люминофорам на основе кислородных соединений алюминия, используемых в качестве материала люминесцентного термочувствительного элемента для волоконно-оптических датчиков температуры (ВОДТ).

Известен люминофор на основе оксида алюминия — рубина а-AI203: Cr +. Он имеет полосу поглощения в зеленой области спектра с максимумом при 560 нм и полосу излучения в дальней красной области спектра с максимумом при 560 нм и полосу излучения в дальней красной области спектра с максимумом при 694 нм, Интенсивность люминесценции рубина постоянна в широком интервале температур и достаточно высока для использования в ВОДТ, Однако температурный градиент длительности послесвечения люминесценции Q невысок и составляет около 0,24 / С, поэтому данный люминофор не обеспечивает высокой точности измерения температуры, „„5U,, 1786055 А1 (54) ЛЮМИНОФОР ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Сущность изобретения: иттрий-алюминиевый гранат, активированный хромом, дополнительно содержит активатор лантан и соответствует эмпирйчбской формуле

0,86-0,93 УЗА!5012: 0,04 Cr: 0,3 — 0,10 Lа.

Показатели люминофора: длительность rioслесвечения 1515 — 1594 мкс, интенсивность свечения 88 — 100, температурный градиент послесвечения 0,91-1,04% oC. 1 табл.

Наиболее чувствительным в этом отношении является иттрий алюминиевый гранат, активированный хромом, Этот люминофор характеризуется температурным градиентом

0 менее 0,9%/ С.

° авВ

Однако задача дальнейшего повышения чувствительности люминесцентного ма- QQ териала актуальна, т.к. с ней прямо связана О точность — основной параметр средства измерений. (л

Целью изобретения является повышение температурного градиента послесвечения люмннофорадпл волоконно-оптичаокогодав- чвл ления температуры.. д

Это обеспечивает люминофор на основе иттрий-алюминиевого граната, активированного трехвалентным хромом, и дополнительно лактаном в количестве 3-10 ат., состав которого удовлетворяет эмпирической формуле: 0,86 — 0,93 УЗАа012: 0.04

Cr: 0,3 — 0,10 а.

1786055

Данный люминофор имеет красный цвет свечения с максимумом при 690 нм и полосу поглощения с максимумом при 600 нм и температурную чувствительность на

16 27% лучше, чем у прототипа. 5

Люминофор получают твердофазным синтезом. В алундовый тигель помещают смесь порошков, состоящую из стехиометрического количества YzOa (5,705 г);

AlzOa (4,295 r), Сг(ЙОз)з 9НгО (0,140 г) и 10 заданного колйчества LazOa, Прокаливание шихты проводят в две этапа: сначала при 1550 С в течение 5 ч, а затем, после измельчения в фарфоровой ступке, при 1650 С в течение 4 ч. 15

В таблице представлены результаты измерения температурного градиента 0 {%! С), интенсивности свечения (%) и длительно-.. сти послесвечения t(мкс) для конкретных составов люминофора, Показатели данного люминофора лучше прототипа по величине температурного градиента длительности послесвечения Q на

16 — 27% и по яркости на 4-16%.

Формула изобретения

Люминофор для волоконно-оптического датчика температуры на основе иттрийалюминиевого .граната, активированного трехвалентнымхромом,отл ича ющи йся тем, что, с целью повышения температурного градиента послесвечения, он дополнительно содержит в качестве активатора лантан в количестве 3-10 ат.% и его состав соответствует следующей эмпирической формуле:

0,86-0.93 УзА1501 : 0,04 Cr: 0,3-0,10 La, Q 0 /0C

Состав, мольные доли г, мкс

0,93 ИАГ:0,04 Cr:0,03 La

0,88ИАГ:0,04 Cr;0,08 1 а

0,86 ИАГ:0,04 Сг:0,101 а

0,91

1,04

1,01

88

1594

1515 .

ИАà — УЗА! 50 12

Составитель М,Давыдова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е,Папп

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 226 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5