[發(fā)明專利]基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)及其測試方法與應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610910520.5 | 申請日： | 2016-10-19 |
| 公開（公告）號： | CN106568526B | 公開（公告）日： | 2019-09-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊麗霞;趙曉峰;郭芳威;彭迪;劉應(yīng)征;周新義;肖平 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué);河南普萊姆涂層科技有限公司 |
| 主分類號： | G01K11/00 | 分類號： | G01K11/00 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225 | 代理人： | 趙志遠(yuǎn) |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 溫度測量探針 溫度測量系統(tǒng) 光電倍增管檢測器 溫度信號處理單元 熒光壽命測量 信號發(fā)射器 電連接 濾光鏡 測量 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 地面燃?xì)廨啓C(jī) 測試 表面噴涂 溫度測量 形狀適應(yīng) 電阻箱 示波器 溫度場 熒光層 應(yīng)用 光纖 | ||
1.基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，該溫度測量系統(tǒng)包括信號發(fā)射器、與信號發(fā)射器電連接的UV-LED紫外光源、溫度測量探針以及與溫度測量探針配合使用的溫度信號處理單元，該溫度信號處理單元包括濾光鏡、光電倍增管檢測器、與光電倍增管檢測器依次電連接的電阻箱及示波器，所述的溫度測量探針的表面噴涂有YSZ:Re熒光層，并通過光纖分別與UV-LED紫外光源、濾光鏡相連；
所述的濾光鏡包括570nm的高通濾光鏡及625nm的低通濾光鏡；
在工作狀態(tài)下，所述的信號發(fā)射器控制UV-LED紫外光源發(fā)射出脈沖光源，在脈沖光源的作用下，溫度測量探針上的YSZ:Re熒光層發(fā)出熒光信號，該熒光信號通過濾光鏡被光電倍增管檢測器接收，光電倍增管檢測器將熒光信號轉(zhuǎn)換成電流信號并傳送至電阻箱，再轉(zhuǎn)換成電壓信號，并顯示在示波器上，獲得熒光衰減光譜，利用衰減方程換算成熒光壽命，再根據(jù)熒光壽命與溫度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線即可獲得溫度信息；
所述的溫度測量探針為表面等離子噴涂YSZ:Re熒光層的單晶氧化鋁溫度測量探針；
所述的YSZ:Re熒光層的厚度為5-50μm；
所述的等離子噴涂方法為：控制基體的溫度為200-600℃，噴槍與基體的間距為90-250mm，噴槍移動(dòng)速度為300-1000mm/s，送粉速度為10-70g/min，送粉氣流為0.5-1.2L/min，噴涂電壓為100-180V，噴涂電流為200-250A，氬氣流速為40-120L/min，氫氣流速為15-45L/min；
所述的單晶氧化鋁溫度測量探針的制備方法為：首先在單晶氧化鋁上進(jìn)行噴砂處理，獲得粗糙度，然后采用等離子噴涂方法，將YSZ:Re粉末噴涂在單晶氧化鋁上即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的單晶氧化鋁溫度測量探針的形狀為圓柱狀或圓片狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的YSZ:Re熒光層中YSZ:Re的化學(xué)式為ZrO2+7wt％Y2O3+(0.1-2mol％)Re2O3，其中，Re為鑭系稀土元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的YSZ:Re粉末的粒徑為40-100μm，采用反向共沉淀法或溶膠凝膠液相法制備而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的噴砂處理的條件為：噴砂壓力為0.1-0.7MPa，噴砂顆粒為粒徑為16-120目的Al2O3顆粒。
6.如權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)的測試方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：
(1)通過信號發(fā)射器控制UV-LED紫外光源發(fā)射出脈沖寬度為1-5ms，脈沖周期為10-1000ms的脈沖光源；
(2)在脈沖光源的作用下，溫度測量探針上的YSZ:Re熒光層發(fā)出熒光信號，該熒光信號通過濾光鏡被光電倍增管檢測器接收；
(3)光電倍增管檢測器將熒光信號轉(zhuǎn)換成電流信號并傳送至電阻箱，并通過電阻箱將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，將電壓信號放大，顯示在示波器上，獲得熒光衰減光譜；
(4)通過對熒光衰減光譜利用衰減方程，獲得熒光壽命；
(5)根據(jù)熒光壽命與溫度關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線獲得溫度信息。
7.如權(quán)利要求1所述的基于YSZ:Re熒光壽命測量的溫度測量系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于，該系統(tǒng)用于測量航空發(fā)動(dòng)機(jī)或地面燃?xì)廨啓C(jī)處于工作狀態(tài)下的溫度。
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