Чувствительный элемент датчика гидростатического давления Советский патент 1992 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к тензопреобразователям, и может быть использовано для контроля и прецизионных измерений давпения в технике высоких давлений.

Известен датчик давления для измерения постоянных и переменных давлений от нуля до деся хов килобар, использующий зависимость электрического сопротивления полупроводникового чувствительного элемента от объемного сжатия 1.

Известны датчики давления, использующие барическую зависимость оптических и излучательных свойств нагруженных материалов для прецизионных измерений, например при калибровке камер высокого давления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является датчик гидростатического давления с чувствительным элементом из пластины монокристалла люминесцирующего вещества - рубина, барическую чувствительность линий люминесценции которого используют для калибровки камер высокого давления в широкой области температур (4,2-500 К) 2.

Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений при объемном сжатии (до 15 кбар) л низких температурах (2-15 К). Указанная цель обеспечивается тем, что в чувствительном элементе датчика гидростатического давления, выполненном в виде пластины из монокристалла люминесцирующего вещества, согласно изобретению пластина выполнена из соединения TeGaS2.

Сущность изобретения поясняют фиг. 1 и 2.

Фоиг,1. Линия фотолюминесценции (А 5958 А) и зависимость ее спектрального положения от величины объемного сжатия (правый верхний угол) при 2 К в монокристалле TeGaS2.

Фиг.2. Схема установки для измерения низкотемпературной барической зависимости спектра люминесценции.

Таблица данных барической чувствительности и полуширины линий люминесценции в монокристаллах рубина и TeGa$2 при 2 К.

Изобретение осуществляется следующим образом (см.фиг.2). Лазером ЛГН-502 1 возбуждают в чувствительном элементе

VI

vj 00 СЛ XI 00

чика гидростатического давления 2 излучение (люминесценцию), которое после моно- хроматора ДФС-24 3 регистрируют регистратором ФЭУ-79 4 с автоматической записью 5. Возбуждающее (лазерное) излу- чение (А 4756 А) направляют нормально плоскости пластины монокристалла, возбужденную люминесценцию которого регистрируют в противоположном направлении от той же плоскости,

При Р 0 (объемное сжатие отсутствует) возбуждают линию люминесценции монокристалла TeGaSa Я « 5958 А (2 К) и регистрируют ее при Р 0 и РЈ 0. Малая ширина, форма, высокая интенсивность и линейная барическая зависимость спектрального положения линии в TeGa$2 (см.фиг. 1), сохраняющиеся при объемном сжатии до 15 кбар в интервале температур 2-15 К, позволяют определять ее барический сдвиг с большей точностью, чем в случае рубина. При этом более высокие, чем в случае рубина, барическая чувствительность (см,таблицу) и точность определения спектрального положения линии люминесценции повыше-

ют (почти на порядок) точность измерения давления и, следовательно, эффективность калибровки камер высокого давления с чувствительным элементом из монокристалла TeGaSa в указанных пределах давления и температуры.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенное отличие, т.к. до сих пор неизвестна барическая зависимость излучательных свойств монокристалла TeGaSa.

Монокристалл TeGaSa получен методом Бриджмена из материала, синтезированного сплавлением стехиометрических количеств соответствующих компонентов.

Формула изобретения Чувствительный элемент датчика гидростатического давления, выполненный в виде пластины из монокристалла люминесцирующего вещества, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерений при низких температурах, в нем пластина выполнена из соединения TeGaSa.

Использование: изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при измерении высоких давлений с повышенной точностью. Сущность изобретения: состоит в том, что в датчике давления чувствительный элемент выполнен в виде пластины из люминесцирующего монокристалла TeGaS2. который имеет барическую зависимость спектра люминесценции. 2 ил.

отн

е-л.

5957Ј95&SS59 % Ј960

Л- 59585950 J 6№

Я

Л

. /