CN114858304A - 一种利用微尺度晶体测量温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种利用微尺度晶体测量温度的方法，属于温度测试技术领域，具体包括如下步骤：在温度低于100℃的条件下加工出尺寸小于0.2×0.2×0.3mm的微型尺度氮化硼晶体颗粒；然后先后顺序通过离子辐照和中子辐照后得到温度传感器；最后在制定恒温时间与温度200‑500℃不同温度下的定标试验，通过测量晶体颗粒的晶格参数，得到晶格间距d1，拟合出温度T与d1之间的线性关系曲线l，即可得到微尺度温度传感器。获取使用后的晶体颗粒的晶格间距d2，通过查询线性关系曲线l，即可得到被测部件的温度。通过本申请的处理方案，使用微尺度晶体能精确的测量出3‑30min时间内200‑500℃的温度。

Description

一种利用微尺度晶体测量温度的方法
技术领域
本申请涉及温度测试的领域，尤其是涉及一种利用微尺度晶体测量温度的方法。
背景技术
微型晶体测温技术是一项创新的温度测量技术，晶体测温技术是以辐照缺陷的热稳定性为基础建立起来的测温方法。基于“温度记忆效应”的微型辐照晶体测温技术是以辐照缺陷的热稳定性为基础建立起来的能够测量试验件表面、气流温度的测温技术。
现有的专利“一种以中子辐照的碳化硅晶体为传感器的测温方法”和“一种基于微型晶体晶体参数变化的最高温度测量方法”中的晶体温度传感器均无法实现温度500℃以下低温，多个时间条件下的温度测量。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种利用微尺度晶体测量温度的方法，解决了现有技术中无法实现温度500℃以下低温，多个时间条件下的温度测量的问题，能精确的测量出3-30min时间内200-500℃的温度。
本申请提供的一种利用微尺度晶体测量温度的方法采用如下的技术方案：
一种利用微尺度晶体测量温度的方法，包括如下步骤：
步骤1，在温度低于100℃的条件下加工出尺寸小于0.2×0.2×0.3mm的微型尺度氮化硼晶体颗粒；
步骤2，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行离子辐照；
步骤3，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行中子辐照；
步骤4，在200-500℃温度范围内选定若干恒定温度值，在每个恒定温度值分别对应若干不同时间的条件下进行标定试验，所述若干不同时间均在3-30min范围内；
步骤5，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒晶格参数，得到每个时间和恒定温度条件下的晶格间距d1，并记录；
步骤6，将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持若干不同时间中的一个时间值后，测量微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询对应时间下晶格间距d2对应的温度值，即为待测物体的温度值。
可选的，所述离子辐照的辐照量为（1-2）×1020ion/cm2。
可选的，所述中子辐照的辐照量为（2-3）×1020n/cm2。
可选的，所述步骤4中，选定的恒定温度分别为200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和500℃。
可选的，所述步骤4中，若干不同时间分别为3min、5min、10min、20min和30min。
可选的，所述步骤5还包括，记录每个时间和温度条件下的晶格间距d1后，分别拟合若干不同时间下不同所述恒定温度的温度T与d1之间的线性关系曲线l；
所述步骤6具体包括：将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持所述若干不同时间中的一个时间值后，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询相应时间下的曲线l，得到温度值。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
本申请能够实现3-30min时间内200-500℃的无引线情况下的温度测量，可高密度阵列式布点，可通过一次试验获取大量试验数据、可有效降低试验数据的获取成本；拓宽了测温范围下限，测温精度高；具有高鲁棒性，试验成活率高；具有较大的军事、经济效益和社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请利用微尺度晶体测量温度的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本申请实施例提供一种利用微尺度晶体测量温度的方法。
如图1所示，一种利用微尺度晶体测量温度的方法，包括如下步骤：
步骤1，在温度低于100℃的条件下加工出尺寸小于0.2×0.2×0.3mm的微型尺度氮化硼晶体颗粒。
步骤2，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行离子辐照。
步骤3，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行中子辐照。
步骤4，在200-500℃温度范围内选定若干恒定温度值，在每个恒定温度值分别对应若干不同时间的条件下进行标定试验，所述若干不同时间均在3-30min范围内。
步骤5，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒晶格参数，得到每个时间和恒定温度条件下的晶格间距d1，并记录。
步骤6，将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持若干不同时间中的一个时间值后，测量微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2。其中，将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持若干不同时间中的一个时间值，可以理解为是对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒的使用；将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持若干不同时间中的一个时间值后，测量使用后的微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2。查询对应时间下晶格间距d2对应的温度值，即为待测物体的温度值。
具体的，所述离子辐照的辐照量为（1-2）×1020ion/cm2。
所述中子辐照的辐照量为（2-3）×1020n/cm2。
所述步骤4中，选定的恒定温度分别为200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和500℃。
所述步骤4中，若干不同时间分别为3min、5min、10min、20min和30min。
所述步骤5还包括，记录每个时间和温度条件下的晶格间距d1后，分别拟合若干不同时间下不同所述恒定温度的温度T与d1之间的线性关系曲线l；
所述步骤6具体包括：将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持所述若干不同时间中的一个时间值后，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询相应时间下的曲线l，得到温度值。
在一个实施例中，一种利用微尺度晶体测量温度的方法，包括如下步骤：
步骤1，在温度低于100℃的条件下加工出尺寸小于0.2×0.2×0.3mm的微型尺度氮化硼晶体颗粒。
步骤2，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行离子辐照，所述离子辐照的辐照量为（1-2）×1020ion/cm2。
步骤3，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行中子辐照。所述中子辐照的辐照量为（2-3）×1020n/cm2。
步骤4，在200-500℃温度范围内选定若干恒定温度值，在每个恒定温度值分别对应若干不同时间的条件下进行标定试验，所述若干不同时间均在3-30min范围内。其中，选定的恒定温度分别为200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和500℃，若干不同时间分别为3min、5min、10min、20min和30min。
步骤5，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒晶格参数，得到每个时间和恒定温度条件下的晶格间距d1，并记录。分别拟合3min、5min、10min、20min、30min时间下不同恒定温度的温度T与d1之间的线性关系曲线l。
步骤6，将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，可以将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒安装于被测部件上，并保持若干不同时间中的一个时间值后，测量微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询相应时间下的曲线l，得到温度值。
得到的微尺度温度传感器可高密度阵列式布点，可通过一次试验获取大量试验数据、可有效降低试验数据的获取成本；拓宽了测温范围下限，测温精度高；具有高鲁棒性，试验成活率高；具有较大的军事、经济效益和社会效益。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在温度低于100℃的条件下加工出尺寸小于0.2×0.2×0.3mm的微型尺度氮化硼晶体颗粒；
步骤2，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行离子辐照；
步骤3，对所述微型尺度氮化硼晶体颗粒进行中子辐照；
步骤4，在200-500℃温度范围内选定若干恒定温度值，在每个恒定温度值分别对应若干不同时间的条件下进行标定试验，所述若干不同时间均在3-30min范围内；
步骤5，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒晶格参数，得到每个时间和恒定温度条件下的晶格间距d1，并记录；
步骤6，将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持若干不同时间中的一个时间值后，测量微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询对应时间下晶格间距d2对应的温度值，即为待测物体的温度值。
2.根据权利要求1所述的利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，所述离子辐照的辐照量为（1-2）×1020ion/cm2。
3.根据权利要求1所述的利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，所述中子辐照的辐照量为（2-3）×1020n/cm2。
4.根据权利要求1所述的利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，所述步骤4中，选定的恒定温度分别为200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃和500℃。
5.根据权利要求1所述的利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，所述步骤4中，若干不同时间分别为3min、5min、10min、20min和30min。
6.根据权利要求1所述的利用微尺度晶体测量温度的方法，其特征在于，所述步骤5还包括，记录每个时间和温度条件下的晶格间距d1后，分别拟合若干不同时间下不同所述恒定温度的温度T与d1之间的线性关系曲线l；
所述步骤6具体包括：将所述微型尺度氮化硼晶体颗粒置于待测温环境中，并保持所述若干不同时间中的一个时间值后，测量所述微型尺度氮化硼晶体颗粒的晶格间距d2，查询相应时间下的曲线l，得到温度值。
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