[发明专利]一种基于碳化硅拉曼散射半高峰的温度测量方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于碳化硅拉曼散射半高峰的温度测量方法及系统，包括：对碳化硅晶体进行中子辐照，得到辐照碳化硅晶体；对所述辐照碳化硅晶体进行若干个退火温度的退火处理，得到退火碳化硅晶体；基于拉曼光谱仪获取所述退火碳化硅晶体的P个拉曼图谱；P为大于1的正整数；获取每个所述拉曼图谱在设定频移位置处的特征峰半高宽值；基于每个所述特征峰半高宽值得到半高宽随温度变化的拟合曲线；获取经过中子辐照后的碳化硅晶体在待测位置处的实时拉曼图谱，基于所述实时拉曼图谱，结合所述拟合曲线，得到待测位置的温度值。本发明具有测量精度高和测量速度快的优点，同时提高了温度测量上限，能适应各种超高温测量场景。

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，特别是涉及一种基于碳化硅拉曼散射半高峰的温度测量方法及系统。

背景技术

现有测温技术，包括热电偶、光纤测温、示温漆和荧光测温等，在常规环境温度测试中发挥重要作用。然而面对长期处于高速气流冲击、强热流、高转速和超高温等极端恶劣环境中关键部件(如发动机涡轮叶片)的温度测试，常规测温技术则无法正常使用。

基于此，提出了以中子辐照的碳化硅晶体为传感器的测温方法和基于微型晶体晶格参数变化的最高温度测量方法，通过X射线衍射技术获取晶体表面衍射峰或晶体表面间距等晶格信息，建立温度与测量物理量之间的映射，形成测温判据，但是上述的方法所能测量的温度有限，其测温上限为1450℃，针对超高温环境依旧无法正常使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于碳化硅拉曼散射半高峰的温度测量方法及系统，可以有效的提高温度测量的上限，且测量结果稳定，不会受到测量环境的影响，能适应更复杂的测量场景，且具有测量精度高和测量速度快的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于碳化硅拉曼散射半高峰的温度测量方法，包括：

对碳化硅晶体进行中子辐照，得到辐照碳化硅晶体；

对所述辐照碳化硅晶体进行若干个退火温度的退火处理，得到退火碳化硅晶体；

基于拉曼光谱仪获取所述退火碳化硅晶体的P个拉曼图谱；P为大于1的正整数；

获取每个所述拉曼图谱在设定频移位置处的特征峰半高宽值；基于每个所述特征峰半高宽值得到半高宽随温度变化的拟合曲线；

获取经过中子辐照后的碳化硅晶体在待测位置处的实时拉曼图谱，基于所述实时拉曼图谱，结合所述拟合曲线，得到待测位置的温度值。

优选地，所述对碳化硅晶体进行中子辐照，得到辐照碳化硅晶体，具体为：

选取掺钒6H-SiC晶体作为所述碳化硅晶体，对所述碳化硅晶体进行中子辐照，得到所述辐照碳化硅晶体，所述中子辐照的辐照剂量大于或等于1.0×10²⁰n/cm²、辐照温度小于或等于200℃。

优选地，所述对所述辐照碳化硅晶体进行若干个温度的退火处理，得到退火碳化硅晶体，包括：

对所述辐照碳化硅晶体进行分割，得到M个分割碳化硅晶体；M为退火温度的数量，M为大于1的正整数；

对每个所述分割碳化硅晶体进行不同退火温度的退火处理，每个所述分割碳化硅晶体的退火温度都不同，得到M个分割退火碳化硅晶体，所述退火碳化硅晶体包括M个分割退火碳化硅晶体。

优选地，所述基于拉曼光谱仪获取所述退火碳化硅晶体的P个拉曼图谱；P为大于1的正整数，具体为：

对每个所述分割退火碳化硅晶体，均基于拉曼光谱仪得到N个所述拉曼图谱，P＝M×N。

优选地，所述获取每个所述拉曼图谱在设定频移位置处的特征峰半高宽值；基于每个所述特征峰半高宽值得到半高宽随温度变化的拟合曲线，包括：