×
19.12.2019
219.017.ef4d

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФРАКРАСНЫХ ВОЛОКОННЫХ СБОРОК НА ОСНОВЕ ГАЛОГЕНИДСЕРЕБРЯНЫХ СВЕТОВОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области получения ИК волоконных сборок из галогенидсеребряных световодов, предназначенных для передачи теплового изображения в среднем инфракрасном диапазоне (2-20 мкм) и востребованных для применения в промышленной и медицинской термографии с целью визуализации распределения теплового поля от удаленного объекта. Способ получения инфракрасных волоконных сборок на основе галогенидсеребряных световодов включает получение световодов методом экструзии из монокристаллов твердых растворов хлорид-бромида серебра и их упаковку в гексагональную структуру. При этом предварительно из монокристалла вырезают заготовку диаметром 14-16 мм, высотой 15-20 мм, после чего методом экструзии получают поликристаллическую заготовку с величиной зерна 500-600 нм, диаметром 3 мм, длиной 430±5 мм. Затем вторично экструдируют для получения однослойных световодов диаметром 100 мкм размером зерен 50-60 нм, из которых механической сборкой формируют гексагональную структуру из 19, 37 и 61 световода с последующим их уплотнением, при этом диаметры сборок составляют 500, 700, 900 мкм и длиной 2,7±0,3 м. При этом световоды содержат 25,0–75,0 мас.% хлорида серебра и 75,0–25,0 мас.% бромида серебра. Обеспечивается повышение температурного разрешения, уменьшение оптических потерь и снижение перекрестных помех. 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемый способ относится к области получения ИК волоконных сборок из галогенидсеребряных световодов, получаемых методом экструзии из кристаллов твердых растворов системы AgCl-AgBr. Упорядоченные ИК волоконные сборки предназначены для передачи теплового изображения в среднем инфракрасном диапазоне (2-20 мкм) и востребованы для применения в промышленной и медицинской термографии с целью визуализации распределения теплового поля от удаленного объекта.

Первые работы, посвященные ИК волоконным сборкам (пучкам) на основе двуслойных галогенидсеребряных световодов, опубликованы в статье [Paiss, I. Properties of silver halide core–clad fibers and the use of fiber bundle for thermal imaging / I. Paiss, F. Moser, A. Katzir // Fiber and Integrated Optics. – 1991. – Vol. 10. – P. 275–290]. Авторы получали экструзией методом «штабик в трубке» двуслойное волокно из монокристаллов твердых растворов AgClxBr1-x – состав штабика (сердцевины); состав трубки (матрицы) – AgClyBr1-y, где y > x. Затем двуслойные волокна гексагонально укладывали в трубку, экструдировали, нарезали на сегменты, снова экструдировали и процесс повторяли несколько раз с целью получения волоконных сборок из 70 волокон общим диаметром сборки 2 мм и длиной 40 см. Диаметр волокон после многостадийной экструзии составил 80 мкм с расстоянием между их центрами 160 мкм. С помощью тепловизора показана возможность сборки к передаче теплового изображения на длине волны 10,6 мкм (СО2 лазер). Но авторы не приводят функциональных свойств световодов: оптические потери, химические составы, перекрестные помехи и пространственное разрешение волоконной сборки.

Известен способ получения ИК волоконных сборок общим диаметром 1-3 мм и длиной 100 см. Волоконные сборки изготовлены из 70-250 волокон диаметром 60-100 мкм, которые получены трехкратной экструзией двуслойных галогенидсеребряных световодов, сегменты из которых помещали в трубку из AgCl и снова экструдировали [Paiss, I. Thermal imaging by ordered bundles of silver halide crystalline fibers / I. Paiss, A. Katzir // Applied Physics Letters. – 1992. – Vol. 61. – P. 1384–1386]. В этой же работе описаны сборки с плотной упаковкой из 1000-2000 волокон диаметром 20-40 мкм и длиной 30 см. Авторы отмечают, что не удалось добиться хорошей регулярности сборок, поэтому зарегистрированы высокие оптические потери на пропускание, обусловленные пиками поглощения в ИК спектрах. Тем не менее были переданы тепловые изображения по волоконным сборкам при температурном разрешении в 5-10оС.

Также известен модернизированный способ получения ИК волоконных сборок и сообщается о сборке из 100-2500 галогенидсеребряных волокон диаметром 50-250 мкм, полученных многократной экструзией. Оптические потери для сборки из 900 световодов на длине волны 10,6 мкм составили 13,7 дБ/м; пространственное разрешение 4-5 линий на мм [Rave, E. Thermal imaging through ordered bundles of infrared–transmitting silver–halide fibers / E. Rave, D. Shemesh, A. Katzir // Applied Physics Letters. – 2000. – Vol. 76, № 14. – P. 1795–1797]. Перекрестные помехи между соседними волокнами - 25%, т.е. перетекание сигнала из одного волокна в другое [Rave, E. Ordered bundles of infrared–transmitting AgClBr fibers: optical characterization of individual fibers / E. Rave, L. Nagli, A. Katzir // Optics Letters. – 2000. – Vol. 25, № 17. – P. 1237–1239]. При этом высокие оптические потери 1,92 дБ/см (192 дБ/м) на длине волны 10,6 мкм для сборок из 900 волокон диаметром 25 мкм связаны с избыточным рассеянием на границе волокна и матрицы, а также с ИК излучением, которое передается оболочкой двуслойного волокна. Кроме того, сборки негибкие.

Наиболее близкое техническое решение в качестве выбора прототипа для «Способа получения инфракрасных волоконных сборок на основе галогенидсеребряных световодов», включает получение экструзией методом «штабик в трубке» двуслойных световодов из монокристаллов твердых растворов системы AgCl-AgBr, упаковку их в гексагональную структуру с последующей экструзией, вырезанием сегментов, которые снова экструдируют.

В итоге получают гибкую волоконную сборку длиной до 2 м, наружным диаметром 0,7 мм, содержащую 36 волокон с диаметром 40 мкм. Оптические потери сборки (коэффициент затухания) на длине волны 10,6 мкм составили 0,5 дБ/см (50 дБ/м), пространственное разрешение 4,3 линии на мм, перекрестные помехи – 30% [Rave, E. Ordered bundles of infrared transmitting silver halide fibers: attenuation, resolution and crosstalk in long and flexible bundles / E. Rave, A. Katzir // Optical Engineering. – 2002. – Vol. 41, № 7. – P. 1467–1468]. В этой же работе представлена волоконная сборка длиной до 2 м, диаметром 0,9 мм, содержащая 100 волокон диаметром 70 мкм. Оптические потери сборки на длине волны 10,6 мкм – 0,7 дБ/см (70 дБ/м), разрешение 6,5 линий на мм, перекрестные помехи – 45%. При этом, авторы отмечают, что исходное двуслойное волокно имело оптические потери в размере 0,2 дБ/м в диапазоне длин волн 9-11 мкм, но не указан диапазон прозрачности волоконных сборок в среднем ИК диапазоне, их радиус изгиба, а также химический состав волокон.

Таким образом, разработанные ИК волоконные сборки состава твердых растворов системы AgCl-AgBr имеют неудовлетворительные для практического применения оптические свойства. Конкретно, высокие оптические потери на длине волны 10,6 мкм, высокие перекрестные помехи и низкое температурное разрешение.

Существует проблема получения длинных и гибких волоконных сборок для промышленной и медицинской термографии на основе галогенидсеребряных световодов определенного химического состава, прозрачных в среднем ИК диапазоне, обладающих низкими оптическими потерями, перекрестными помехами, высоким пространственным и температурным разрешением.

Решение проблемы достигается тем, что в способе получения инфракрасных волоконных сборок на основе галогенидсеребряных световодов, включающем получение световодов методом экструзии из монокристаллов твердых растворов хлорид-бромида серебра, их упаковку в гексагональную структуру, отличающимся тем, что предварительно из монокристалла вырезают заготовку диаметром 14-16 мм, высотой 15-20 мм, после чего методом экструзии получают поликристаллическую заготовку с величиной зерна 500-600 нм, диаметром 3 мм, длиной 430±5 мм и вторично экструдируют для получения однослойных световодах диаметром 100 мкм размером зерен 50-60 нм, из которых механической сборкой формируют гексагональную структуру из 19, 37 и 61 световода с последующим их уплотнением, при этом диаметры сборок составляют 500, 700, 900 мкм и длиной 2,7±0,3 м, причем, световоды содержат ингредиенты при следующем соотношении в мас. %:

хлорид серебра 25,0–75,0;
бромид серебра 75,0–25,0.

Сущность изобретения состоит в том, что из монокристаллов определенного состава системы AgCl-AgBr вырезают заготовку, экструдируют ее с целью получения наноразмерной поликристаллической структуры (500-600 нм). Затем, поликристаллическую заготовку вновь экструдируют для создания нанокристаллического размера зерен (50-60 нм) в однослойных световодах диаметром 100 мкм, которые в определенном количестве механически собирают в гексагональную структуру, уплотняют и получают регулярные волоконные сборки для дистанционной передачи теплового изображения в инфракрасном спектральном диапазоне.

Существующая проблема решена за счет того, что разработан способ получения волоконных сборок, прозрачных в среднем инфракрасном диапазоне от 2,0 до 20,0 мкм, обладающих низкими оптическими потерями на длине волны 10,6 мкм – 0,4–0,5 дБ/м и низкими перекрестными помехами между соседними волокнами – 4,5–5%. Пространственное разрешение в сборке составляет 5 линий на мм. Вследствие получения методом экструзии световодов нанокристаллической структуры, из пластичных монокристаллов твердых растворов системы AgCl-AgBr, волоконные сборки являются гибкими.

Пример 1.

Из монокристалла состава 25,0 % хлорида серебра, 75,0 % бромида серебра (в мас. %) вырезают заготовку диаметром 14 мм, высотой 20 мм и экструдируют ее для получения поликристаллической заготовки с величиной зерна 500 нм диаметром 3 мм и длиной 425 мм. Затем заготовку вновь экструдируют через специально изготовленную фильеру и получают световод d = 100 мкм, длиной 50 м.

Световод имеет нанокристаллическую структуру с размером зерен 50 нм, его разрезают на отрезки длиной 2,4 м и собирают механическим способом волоконную сборку диаметром 500 мкм, содержащую 19 световодов с последующим уплотнением сборки.

Волоконная сборка прозрачна в спектральном диапазоне от 2 до 20 мкм, оптические потери на длине 10,6 мкм составляют 0,4 дБ/м, перекрестные помехи – 4,5%, пространственное разрешение – 5 линий на мм, температурное разрешение равно 0,2 оС.

Пример 2.

Из монокристалла состава 75,0 % хлорида серебра, 25,0 % бромида серебра (в мас. %) вырезают заготовку диаметром 16 мм и высотой 15 мм, экструдируют ее для получения поликристаллической заготовки (размер зерна 600 нм) диаметром 3 мм и длиной 435 мм, которую вновь экструдируют для получения световода нанокристаллической структуры (60 нм) диаметром 100 мкм, длиной 50 м. Световод разрезают на отрезки длиной 3,0 м в количестве 61 шт, собирают и уплотняют регулярную волоконную сборку с внешним диаметром 900 мкм.

Функциональные свойства сборки:

• диапазон прозрачности от 2 до 20 мкм;

• оптические потери на длине 10,6 мкм составляют 0,45 дБ/м;

• перекрестные помехи – 5%;

• пространственное разрешение – 5 линий на мм;

• температурное разрешение равно 0,25 оС.

Пример 3.

Эксперименты проводили так же, как в примере 1, но монокристаллическая заготовка диаметром 15 мм и высотой 17 мм имела состав в мас. %: хлорида серебра – 50,0, бромида серебра – 50,0. После ее экструзии получили поликристаллическую заготовку (размер зерна 550 нм) диаметром 3 мм, длиной 430 мм, а в результате повторной экструзии изготовили 50-метровой длины нанокристаллический световод диаметром 100 мкм (размер зерна 55 нм). Световод разрезали на отрезки длиной 2,7 м и механической укладкой с последующим уплотнением сформировали регулярную волоконную сборку гексагональной структуры диаметром 700 мкм, содержащую 37 волокон.

Волоконная сборка прозрачна в ИК диапазоне 2,0-20,0 мкм, имеет оптические потери на длине волны 10,6 мкм 0,43 дБ/м, перекрестные помехи 4,8%, пространственное разрешение 5 линий на мм, температурное разрешение 0,3оС.

В случае изготовления ИК волоконных сборок по условиям и режимам, не соответствующим формуле изобретения и подтвержденной примерами, не удается получать сборки с требуемыми оптическими свойствами, которые необходимы для практического применения.

Технический результат

Разработанный способ получения ИК волоконных сборок на основе галогенидсеребряных световодов имеет следующие преимущества перед прототипом:

1. Сокращен в 2-3 раза по времени и трудозатратам процесс изготовления сборок. В прототипе и аналогах осуществляют многократную экструзию получения двуслойных световодов, вырезания сегментов и, снова, повторения процесса экструзии с целью получения волокон определенного диаметра. В предлагаемом способе используется двукратная экструзия.

2. Разработана и изготовлена уникальная оснастка для создания нанокристаллической структуры однослойных галогенидсеребряных световодов малого диаметра 100 мкм и длиной до 50 м и более.

3. Волоконные сборки предназначены для работы в среднем ИК диапазоне (от 2,0 до 20,0 мкм); в прототипе диапазон прозрачности волоконных сборок не указан.

4. При сохранении сопоставимого пространственного разрешения для волоконных сборок на уровне 5 линий на мм (для прототипа – 4,3 – 6,5 линий на мм) происходит улучшение следующих параметров:

• повышается температурное разрешение для волоконных сборок до значений 0,2 – 0,3оС против прототипа – 5 – 10оС;

• уменьшаются оптические потери на длине волны 10,6 мкм в сборках 0,4-0,5 дБ/м, в прототипе – 50-70 дБ/м;

• снижаются перекрестные помехи в способе 4,5-5%, в прототипе – 30-45%.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 207 items.
25.08.2017
№217.015.b13a

Быстровозводимое каркасное здание

Изобретение относится к области строительства, в частности к быстровозводимым каркасным зданиям. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности конструкции. Быстровозводимое каркасное здание содержит фундамент, стены, межэтажные перекрытия. Стены здания состоят из двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613060
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b162

Способ получения концентрата скандия из скандийсодержащего раствора

Изобретение относится к химии и металлургии, конкретно к технологии извлечения скандия из продуктивных растворов, образующихся при переработке урановых руд, при их добыче методом подземного выщелачивания. В способе извлечения скандия из скандийсодержащего продуктивного раствора используют ионит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613238
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b171

Литая латунь

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу многокомпонентных деформируемых медных сплавов, содержащих Zn, Mn, Al, Si, Ni, Cr и предназначенных для получения литых заготовок, подвергающихся пластической обработке для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613234
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b181

Навигационная система зондирования атмосферы

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы на основе использования сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Достигаемый технический результат - повышение точности и надежности определения пространственных координат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613153
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b207

Порошковая проволока для нанесения покрытий, стойких к абразивному износу и высокотемпературной коррозии

Изобретение относится к области металлургии, а именно к порошковым проволокам для нанесения покрытий, и может быть использовано для защиты поверхности деталей, работающих в условиях воздействия частиц абразива и высоких температур. Порошковая проволока состоит из стальной оболочки и сердечника,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613118
Дата охранного документа: 15.03.2017
25.08.2017
№217.015.b44e

Способ неразрушающего контроля термодеформационной обработки полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов на перегрев методом рентгеноструктурного анализа

Использование: для неразрушающего контроля термодеформационной обработки полуфабрикатов из двухфазных титановых сплавов на перегрев. Сущность изобретения заключается в том, что выбирают место контроля и строят градуировочную кривую для каждого вида полуфабрикатов, получают дифракционный спектр...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614023
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b452

Способ количественного определения триазавирина методом вольтамперометрии (варианты)

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к вольтамперометрическому способу определения лекарственного препарата триазавирина. Способ может быть использован для количественного определения указанного соединения в порошке и его лекарственных формах. Изобретение может быть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614022
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b568

Когерентный супергетеродинный спектрометр электронного парамагнитного резонанса

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при изготовлении спектрометров электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Устройство содержит сигнальный 1 и гетеродинный 2 генераторы СВЧ, измерительный аттенюатор 3, смеситель опорного 4 и сигнального 5 каналов, циркулятор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614181
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b57e

Способ определения статического давления в некалиброванной камере высокого давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения величин давления (в том числе высоких и сверхвысоких) и интервалов давлений в камерах синтеза материалов, а также при проведении исследований конденсированных фаз в условиях высоких давлений. Для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614197
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.b595

Способ определения антиоксидантной активности с использованием метода электронно-парамагнитной резонансной спектроскопии

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа, в частности к анализу растворов на предмет количественного определения антиоксидантной активности (АОА). Сущность заявляемого способа заключается в том, что определение АОА проводят по разности количества парамагнитных частиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614365
Дата охранного документа: 24.03.2017
Showing 11-20 of 20 items.
13.12.2019
№219.017.ecf7

Инфракрасная волоконно-оптическая система контроля температуры ветрогенератора

Изобретение относится к инфракрасной волоконно-оптической системе, предназначенной для контроля температуры и диагностики комплектующих узлов ветрогенератора (подшипников и обмоток электродвигателей), которые работают в температурном интервале от +300 до -20°С. Инфракрасная волоконно-оптическая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708814
Дата охранного документа: 11.12.2019
14.12.2019
№219.017.edf0

Способ получения волоконных сборок на основе поликристаллических инфракрасных световодов

Изобретение относится для применений в различных областях специальной волоконной оптики на основе инфракрасных (ИК) волоконных сборок, изготовленных из фото- и радиационно-стойких световодов новой системы AgBr – (TlBrI). Способ получения волоконных сборок на основе поликристаллических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708900
Дата охранного документа: 12.12.2019
12.04.2023
№223.018.4578

Терагерцовый кристалл

Изобретение относится к терагерцовым (ТГц) материалам прозрачным в видимом, инфракрасном (0,5 – 50,0 мкм), терагерцовом и миллиметровом диапазонах – 0,05 – 10,0 ТГц, что соответствует длинам волн 6000,0 – 30,0 мкм. Терагерцовый кристалл согласно изобретению характеризуется тем, что он выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756582
Дата охранного документа: 01.10.2021
12.04.2023
№223.018.457e

Терагерцовый кристалл

Изобретение относится к терагерцовым (ТГц) материалам, а именно к кристаллам востребованных для применения в медицине, фармацевтике, таможенном дистанционном контроле и в других областях. Терагерцовый кристалл согласно изобретению характеризуется тем, что выполнен на основе однофазных твердых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756580
Дата охранного документа: 01.10.2021
12.04.2023
№223.018.4581

Терагерцовый кристалл

Изобретение относится к терагерцовым (ТГц) материалам, используемым в производстве терагерцовой оптики. Терагерцовый кристалл согласно изобретению характеризуется тем, что выполнен на основе однофазных твердых растворов системы AgCl – AgBr – TlI и содержит хлорид, бромид серебра и иодид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756581
Дата охранного документа: 01.10.2021
15.05.2023
№223.018.5971

Способ получения высокопрозрачной кристаллической керамики на основе двух твердых растворов системы agbr - tli (варианты)

Предлагаемый способ относится к получению галогенидных оптических материалов, обладающих эффективными многофункциональными свойствами, конкретно к получению высокопрозрачной в диапазоне от 1,0 до 67,0 мкм кристаллической керамики на основе двух фаз твердых растворов системы AgBr - TlI. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762966
Дата охранного документа: 24.12.2021
15.05.2023
№223.018.5972

Способ получения высокопрозрачной кристаллической керамики на основе двух твердых растворов системы agbr - tli (варианты)

Предлагаемый способ относится к получению галогенидных оптических материалов, обладающих эффективными многофункциональными свойствами, конкретно к получению высокопрозрачной в диапазоне от 1,0 до 67,0 мкм кристаллической керамики на основе двух фаз твердых растворов системы AgBr - TlI. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762966
Дата охранного документа: 24.12.2021
16.05.2023
№223.018.5ee2

Способ и электрохимическая ячейка для синтеза электролита для получения рения

Изобретение относится к синтезу электролитов для получения покрытий и изделий из рения методом высокотемпературной гальванопластики в расплавах солей. Электрохимическая ячейка для проведения синтеза расплава CsCl-KCl-NaCl-CsReCl состоит из анодного и катодного узлов, которые разделены между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756775
Дата охранного документа: 05.10.2021
16.05.2023
№223.018.5ee4

Способ и электрохимическая ячейка для синтеза электролита для получения рения

Изобретение относится к синтезу электролитов для получения покрытий и изделий из рения методом высокотемпературной гальванопластики в расплавах солей. Электрохимическая ячейка для проведения синтеза расплава CsCl-KCl-NaCl-CsReCl состоит из анодного и катодного узлов, которые разделены между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002756775
Дата охранного документа: 05.10.2021
23.05.2023
№223.018.6e10

Способ электролитического синтеза гексахлоррената цезия

Изобретение относится к электролитическому получению гексахлоррената цезия, который может быть использован для приготовления электролитов, пригодных для электроосаждения рения. Синтез гексахлоррената цезия осуществляется путем электрохимической реакции ионизации металлического рения в растворе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002758363
Дата охранного документа: 28.10.2021
+ добавить свой РИД