[发明专利]基于YSZ:Re荧光寿命测量的温度测量系统及其测试方法与应用

摘要

本发明涉及基于YSZ:Re荧光寿命测量的温度测量系统及其测试方法与应用，温度测量系统包括信号发射器、与信号发射器电连接的UV‑LED紫外光源、温度测量探针以及与温度测量探针配合使用的温度信号处理单元，该温度信号处理单元包括滤光镜、光电倍增管检测器、与光电倍增管检测器依次电连接的电阻箱及示波器，所述的温度测量探针的表面喷涂有YSZ:Re荧光层，并通过光纤分别与UV‑LED紫外光源、滤光镜相连；所述的温度测量系统用于测量航空发动机或地面燃气轮机处于工作状态下的温度。与现有技术相比，本发明具有测量温度高500‑1200℃，温度精确高的特点，根据改变温度测量探针的形状适应不同环境下的温度测量，不影响温度场，温度精度高，适用范围广。

主权项

1.基于YSZ:Re荧光寿命测量的温度测量系统，其特征在于，该温度测量系统包括信号发射器、与信号发射器电连接的UV‑LED紫外光源、温度测量探针以及与温度测量探针配合使用的温度信号处理单元，该温度信号处理单元包括滤光镜、光电倍增管检测器、与光电倍增管检测器依次电连接的电阻箱及示波器，所述的温度测量探针的表面喷涂有YSZ:Re荧光层，并通过光纤分别与UV‑LED紫外光源、滤光镜相连；所述的滤光镜包括570nm的高通滤光镜及625nm的低通滤光镜；在工作状态下，所述的信号发射器控制UV‑LED紫外光源发射出脉冲光源，在脉冲光源的作用下，温度测量探针上的YSZ:Re荧光层发出荧光信号，该荧光信号通过滤光镜被光电倍增管检测器接收，光电倍增管检测器将荧光信号转换成电流信号并传送至电阻箱，再转换成电压信号，并显示在示波器上，获得荧光衰减光谱，利用衰减方程换算成荧光寿命，再根据荧光寿命与温度关系的标准曲线即可获得温度信息；所述的温度测量探针为表面等离子喷涂YSZ:Re荧光层的单晶氧化铝温度测量探针；所述的YSZ:Re荧光层的厚度为5‑50μm；所述的等离子喷涂方法为：控制基体的温度为200‑600℃，喷枪与基体的间距为90‑250mm，喷枪移动速度为300‑1000mm/s，送粉速度为10‑70g/min，送粉气流为0.5‑1.2L/min，喷涂电压为100‑180V，喷涂电流为200‑250A，氩气流速为40‑120L/min，氢气流速为15‑45L/min；所述的单晶氧化铝温度测量探针的制备方法为：首先在单晶氧化铝上进行喷砂处理，获得粗糙度，然后采用等离子喷涂方法，将YSZ:Re粉末喷涂在单晶氧化铝上即可。