專利名稱：一種化學(xué)式為2SrOCeO₂的藍(lán)白色磷光體應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體的應(yīng)用，其 作測(cè)量溫度材料。
背景技術(shù)：
溫度是工業(yè)生產(chǎn)、安全監(jiān)控、災(zāi)害診斷中至關(guān)重要的物理量。通 常測(cè)量溫度是直接使用玻璃溫度計(jì)，熱電偶或用半導(dǎo)體器件等。但是 在高電壓、高磁場(chǎng)或者對(duì)金屬材料有強(qiáng)化學(xué)腐蝕，流動(dòng)態(tài)或遠(yuǎn)距離的 物體以及大面積范圍內(nèi)不均勻溫度等情況下，使用這些傳統(tǒng)的測(cè)溫技 術(shù)顯然是有困難的。從理論上來講，只有在固體內(nèi)部、表面及周圍環(huán) 境皆處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，才能準(zhǔn)確地測(cè)量固體表面溫度。為了提高固 體表面溫度的測(cè)量精度，人們進(jìn)行了大量研究工作。常用的固體表面 溫度測(cè)量方式有兩種 一種為接觸式測(cè)量， 一種為非接觸式測(cè)量。在 固體表面溫度的接觸式測(cè)量中，目前比較成熟的是采用表面熱電阻及 表面熱電偶進(jìn)行測(cè)量。非接觸式測(cè)溫法的感溫元件不與被測(cè)介質(zhì)接 觸，不破壞對(duì)象的溫度場(chǎng)，不受被測(cè)介質(zhì)的影響，近年來得到應(yīng)用， 如比色溫度計(jì)和紅外溫度計(jì)。在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來
的現(xiàn)代測(cè)溫技術(shù)主要有紅外非接觸測(cè)溫技術(shù)、基于彩色CCD三基色的
測(cè)溫技術(shù)、單總線數(shù)字式測(cè)溫技術(shù)和激光測(cè)溫技術(shù)、磷光測(cè)溫技術(shù)等。
與傳統(tǒng)的溫度測(cè)量技術(shù)相比，現(xiàn)代測(cè)溫技術(shù)的主要特點(diǎn)是多位非接 觸式，對(duì)傳感器耐熱性能無特殊要求，避免了傳感器和被側(cè)目標(biāo)的相互干擾，測(cè)溫范圍大，無熱慣性，響應(yīng)速度較快，可以測(cè)量微笑目標(biāo) 的溫度，滿足眾多場(chǎng)合對(duì)溫度測(cè)量范圍和精度的要求。紅外非接觸測(cè) 溫技術(shù)比較成熟，在工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛，彩色CCD三基色測(cè)溫方法 在鍋爐、內(nèi)燃機(jī)等高溫溫度場(chǎng)的測(cè)量和診斷中應(yīng)用較為廣泛，但是這 兩項(xiàng)技術(shù)主要用于高溫溫度場(chǎng)的監(jiān)測(cè)，并且測(cè)量的目標(biāo)是二維溫度
場(chǎng)；單總線數(shù)字式測(cè)溫和分布式光纖測(cè)溫可測(cè)量目標(biāo)的空間多點(diǎn)溫 度；三基色測(cè)溫和單總線數(shù)字式測(cè)溫技術(shù)較為成熟，另兩種則在不斷 發(fā)展中。
磷光測(cè)溫技術(shù)基于磷光體發(fā)光的溫度依賴性質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是高分辨 率(&0.05°C)、非常堅(jiān)固(在嚴(yán)酷的應(yīng)用環(huán)境中感應(yīng)磷光體比較穩(wěn) 定)、出色的示蹤能力。因此，采用光學(xué)測(cè)溫技術(shù)較為方便。而實(shí)現(xiàn) 這一技術(shù)的關(guān)鍵是尋求一種輻射與溫度相關(guān)且響應(yīng)良好的磷光體材 料。通過CCD采集光學(xué)信號(hào)，并利用相關(guān)公式分析得到的結(jié)果，可以 計(jì)算出所需布點(diǎn)的溫度。因?yàn)檫@種材料的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度或發(fā)光總強(qiáng)度 隨溫度的變化而變化。從1950年到1980年之間，有以下磷光材料的 溫度依賴性質(zhì)被用于磷光測(cè)溫[1—31: ZnCdS:Ag,Cu, ZnS:Ag,Cl, CdS:Ag, Y202S:Eu3+, Al203:Cr3+。目前正在使用的磷光涂層測(cè)溫材料有 Y202S:Eu3+, La202S:Eu3+, Gd202S:Eu3+。上述材料需用到針對(duì)有溫度依 賴性質(zhì)的各個(gè)發(fā)射的干涉濾波片；測(cè)試溫度范圍及激發(fā)范圍受限，激
發(fā)光源的選擇也有限。(參考文獻(xiàn)[1] R.R. Sholes, J.G Small. Rev Sci
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種化學(xué)式為2Sr0Ce()2的藍(lán)白色磷光體的應(yīng)用，其 特征在于，其作測(cè)量溫度材料。
本發(fā)明給出的該藍(lán)白光磷光體在發(fā)光領(lǐng)域中多有應(yīng)用報(bào)道，但還 從未應(yīng)用在磷光測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域。
本發(fā)明提供的該藍(lán)白光磷光體的制備方法在發(fā)光領(lǐng)域也已經(jīng)相 當(dāng)成熟。因此，在本發(fā)明中不再做相關(guān)敘述。
本發(fā)明研究了該藍(lán)白光磷光體的發(fā)光與溫度的相關(guān)特性曲線， (見附圖l至附圖3)。從圖中可見該藍(lán)白光磷光體在365nm紫外 光激發(fā)下發(fā)射出明亮的藍(lán)白色熒光，主發(fā)射波長均位于484nm附近。 在室溫至16(TC溫度范圍內(nèi)，該藍(lán)白光磷光體的發(fā)光亮度與溫度有響 應(yīng)關(guān)系且兩者的相關(guān)性明顯。隨著待測(cè)物體溫度的升高，該藍(lán)白色磷 光體發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度越變小，發(fā)光亮度越來越弱。根據(jù)這一性質(zhì)，該藍(lán) 白光磷光體可以用于從室溫至16(TC溫度范圍內(nèi)的物體局部測(cè)量和物 體表面測(cè)量。
以下給出本發(fā)明提供的一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體 用作測(cè)量溫度材料進(jìn)行測(cè)溫的方法 (1)粘結(jié)劑的制備
把聚乙烯醇與水混合均勻，或者，把聚乙烯醇縮醛與乙醇混合均 勻，聚乙烯醇與水的比為0. 1-7%wt，聚乙烯醇縮醛與乙醇的比為 2-5%wt，得到粘結(jié)劑溶液；(2) 將一種化學(xué)式為2Sr0Ce02的藍(lán)白色磷光體用制得的粘結(jié)劑 充分混勻，然后使用噴槍將其噴涂到被測(cè)溫部位或被測(cè)溫物體的整個(gè) 表面并使其干燥；所述的用磷光粉的重量g與粘結(jié)劑溶液的體積ml 配比范圍為1 6: 100;
(3) 使用波長為254nm或365nm的激發(fā)光源輻照該噴涂到被測(cè) 溫部位或被測(cè)溫物體的表面并已自然干燥的磷光體，使其受激發(fā)光， 其發(fā)射發(fā)光波長范圍為410 650nm的藍(lán)白色光對(duì)應(yīng)于室溫至16(TC的 溫度范圍內(nèi)的物體局部測(cè)量和物體表面測(cè)量。
具體的如圖3給出了發(fā)光總強(qiáng)度和溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線，通 過檢測(cè)的發(fā)光總強(qiáng)度對(duì)應(yīng)計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn)確標(biāo)定出待 測(cè)部位的溫度，實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。
有益效果本發(fā)明提供一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體的 應(yīng)。該磷光體用作測(cè)量溫度材料，和以往的磷光測(cè)溫材料相比有以下 優(yōu)點(diǎn)[4'5(1)無需用到針對(duì)有溫度依賴性質(zhì)的各個(gè)發(fā)射的干涉濾波 片；(2)測(cè)試溫度范圍較低，室溫至160'C; (3)有較大的激發(fā)范圍， 因此有較多的激發(fā)光源的選擇。
該藍(lán)白光磷光體的發(fā)光與溫度的相關(guān)特性很好。從圖1至圖3 中可見該藍(lán)白光磷光體在365nm紫外光激發(fā)下發(fā)射出明亮的藍(lán)白 色熒光，主發(fā)射波長均位于484nm附近。在室溫至16(TC溫度范圍內(nèi)， 該藍(lán)白光磷光體的發(fā)光亮度與溫度有響應(yīng)關(guān)系且兩者的相關(guān)性明顯。 隨著待測(cè)物體溫度的升高，該藍(lán)白色磷光體發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度越變小，發(fā) 光亮度越來越弱。根據(jù)這一性質(zhì)，該藍(lán)白光磷光體可以用于從室溫至16(TC溫度范圍內(nèi)的物體局部測(cè)量和物體表面測(cè)量。本發(fā)明測(cè)量較低
溫度范圍內(nèi)物體的溫度，方法簡單，經(jīng)濟(jì)效益好。


圖1為一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體用作測(cè)量溫度材 料在不同的溫度下30、 50、 70、 100、 130、 15(TC的發(fā)射光譜圖。
圖2為以一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體用作測(cè)量溫度 材料的主發(fā)射波長484nm為代表給出發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度對(duì)于溫度的響應(yīng) 曲線。
圖3為在410 650nm波長范圍內(nèi)一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白 色磷光體用作測(cè)量溫度材料所有發(fā)射的總強(qiáng)度對(duì)于溫度的響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
把一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到鍋爐的溫度監(jiān)控部位，使用波長為254nm或 365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的發(fā)光總強(qiáng)度和溫 度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn)確標(biāo)定出 待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例2
把一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到內(nèi)燃機(jī)的溫度監(jiān)控部位，使用波長為254nm 或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的發(fā)光總強(qiáng)度和 溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn)確標(biāo)定出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例3
把一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將
其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到柴油機(jī)的溫度監(jiān)控部位，使用波長為254nm 或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的發(fā)光總強(qiáng)度和 溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn)確標(biāo)定 出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例4
把一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到建筑工程中固體表面的溫度監(jiān)控部位，使用 波長為254nra或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的 發(fā)光總強(qiáng)度和溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度， 從而準(zhǔn)確標(biāo)定出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例5
把一種化學(xué)式為2SrOCe02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到自動(dòng)染色機(jī)的溫度監(jiān)控部位，使用波長為 254nm或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的發(fā)光總 強(qiáng)度和溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn) 確標(biāo)定出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例6
把一種化學(xué)式為2SrOCe()2的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到水電站機(jī)組及主要電氣設(shè)備的溫度監(jiān)控部位，使用波長為254nm或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖 3給出的發(fā)光總強(qiáng)度和溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn) 的溫度，從而準(zhǔn)確標(biāo)定出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。 實(shí)施例7
把一種化學(xué)式為2Sr0Ce02的藍(lán)白色磷光體，充分研磨后過篩，將 其與粘結(jié)劑混勻后噴涂到渦輪葉片的溫度監(jiān)控部位，使用波長為 254nm或365nm的激發(fā)光源進(jìn)行激發(fā)，然后依據(jù)附圖3給出的發(fā)光總 強(qiáng)度和溫度一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系曲線可以計(jì)算出所需測(cè)點(diǎn)的溫度，從而準(zhǔn) 確標(biāo)定出待測(cè)部位的溫度。實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。
權(quán)利要求
1. 一種化學(xué)式為2SrOCeO2的藍(lán)白色磷光體的應(yīng)用，其特征在于，其作測(cè)量溫度材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種化學(xué)式為2SrOCeO₂的藍(lán)白色磷光體的應(yīng)用，其作測(cè)量溫度材料。該藍(lán)白色磷光體在254nm或365nm波長的激發(fā)光源激發(fā)下發(fā)射出明亮的藍(lán)白色熒光，主發(fā)射波長位于484nm附近。該磷光材料的發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度隨溫度的升高而降低，將該材料用PVA或PVB噴涂到發(fā)熱物體的監(jiān)控部位時(shí)，可根據(jù)發(fā)光亮度隨溫度的響應(yīng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)物體表面溫度或局部溫度的測(cè)量，測(cè)量溫度范圍為室溫～160℃。
文檔編號(hào)C09K11/78GK101441116SQ20081005163
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者師麗麗, 李成宇, 鏘 蘇 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所