Real-time mechanoluminescence sensing of the amplitude and duration of impact stress

Chandra, B. P.; Chandra, Vivek; Mahobia, S. K.; Jha, Piyush; Tiwari, Ratnesh; Haldar, Basudeb

doi:10.1016/j.sna.2011.09.043

Cited by 80 publications

(40 citation statements)

References 38 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Результирующее определение датчиком тем-пературы осуществляется с использованием известной калибровочной кривой для зависимости времени затуха-ния люминесценции от температуры. Отметим, что меха-нолюминесцентный эффект использован в оптоволокон-ном датчике давления [38] с преобразованием механиче-ской энергии воздействия в оптическое излучение; явление деформационной люминесценции [39][40][41][42] наблю-дается у различных кристаллофосфоров, при пластической деформации которых происходит движение электрически заряженных дислокаций [43,44].…”

Section: Pan'kov Aa / Pnrpu Mechanics Bulletin 2 (2018) 72-82unclassified

Resonant Diagnostics of Temperature Distribution by the Piezo-Electro-Luminescent Fiber-Optical Sensor According to the Solution of the Fredholm Integral Equation

2018

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

Паньков А.А. Резонансная диагностика распределения температуры пьезоэлектролюминесцентным оптоволоконным датчиком по решению интегрального уравнения Фредгольма // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Механика. -2018Механика. - . -№ 2. -С. 72-82. DOI: 10.15593/perm.mech/2018 Разработана математическая модель резонансного диагностирования неоднородного поля температур пьезоэлектролюминесцентным оптоволоконным датчиком. Датчик пред-ставляет собой оптоволокно с электролюминесцентным и пьезоэлектрическим слоями. В датчике первый тонкий цилиндрический фотопрозрачный электрод расположен между оптоволокном и электролюминесцентным слоем, а второй электрод -на внешней цилинд-рической поверхности пьезоэлектрического слоя. Механолюминесцентный эффект возни-кает в результате взаимодействия между собой электролюминесцентного и пьезоэлектри-ческого слоев при осесимметричных вынужденных вибрациях датчика. При вибрациях электролюминесцентное свечение проникает через внутренний электрод в оптоволокно и далее распространяется по нему к приемнику-анализатору интенсивности света на выходе из оптоволокна. Модель основана на заданной амплитудно-частотной характеристике вы-нужденных стационарных электроупругих осесимметричных колебаний локального участка датчика, которые вызваны гармонической составляющей управляющего электронапряже-ния на его электродах; постоянная составляющая управляющего электронапряжения не-обходима для настройки датчика на рабочий режим в рассматриваемом диапазоне темпе-ратур. При нагреве локального участка датчика график его амплитудно-частотной характе-ристики смещается по оси частоты (на величину изменения резонансной частоты) пропорционально изменению температуры этого участка. В результате искомая функция плотности распределения температуры по длине датчика находится как решение инте-грального уравнения Фредгольма 1-го рода по результатам измеряемых значений произ-водной амплитуды интенсивности свечения на выходе из оптоволокна датчика по частоте управляющего электронапряжения; ядро Фредгольма рассчитывается через известную амплитудно-частотную характеристику датчика и зависимость резонансной частоты от температуры. Представлены результаты численного моделирования и изучены законо-мерности влияния на амплитуды интенсивности свечения на выходе из оптоволокна дат-чика различных модельных и реальных законов распределения диагностируемых темпе-ратур по длине датчика. © ПНИПУ Ключевые слова:пьезоэлектроупругость, механолюминесцентный эффект, оптоволокно, распределенный датчик температуры, интегральное уравнение Фредгольма, численное моделирование.  Паньков Андрей

show abstract

Section: Pan'kov Aa / Pnrpu Mechanics Bulletin 2 (2018) 72-82unclassified

Resonant Diagnostics of Temperature Distribution by the Piezo-Electro-Luminescent Fiber-Optical Sensor According to the Solution of the Fredholm Integral Equation

2018

PNRPU MB

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The time dependence of the velocity of the piston may be written as (Brahme, Shukla, & Bisen, 2011;Chandra et al, 2012;Jha & Chandra, 2013).…”

Section: Mechanoluminescence Studymentioning

confidence: 99%

Mechanoluminescence, photoluminescence and thermoluminescence studies of SrZrO3:Ce phosphor

Tiwari¹,

Kuraria²,

Kuraria³

et al. 2015

Journal of Radiation Research and Applied Sciences

View full text Add to dashboard Cite

Mechanoluminescence (ML)Photoluminescence Thermolumenescence Impact velocity a b s t r a c tThe present paper reports the synthesis and characterization, photoluminescence thermoluminescence and mechanoluminescence studies of Ce 3þ doped SrZrO 3 phosphors. The effects of variable concentration of Cerium on meachanoluminescence (ML) and photoluminescence behavior were studied. The samples were prepared by combustion a synthesis technique which is suitable for less time taking techniques also for large scale production for phosphors. The starting material used for sample preparation are Sr(NO 3 ) 3 , Zr(NO 3 ) 3 XH 2 O and Ce(NO 3 ) 3 6H 2 O and urea used as a fuel. The prepared sample was characterized by X-ray diffraction technique (XRD) with variable concentration of Ce (0.05 e0.5 mol%). There is no any phase change found with increase the concentration of Ce. Sample shows orthorhombic structure and the particle size calculated by Scherer's formula. The surface morphology of prepared phosphor was determined by field emission gun scanning electron microscopy (FEGSEM) technique. Mechanoluminescence studies on SrZrO 3 phosphors doped with Ce and underwent an impulsive deformation with an impact of a piston for Mechanoluminescence (ML) investigations. Temporal characteristics in order to investigate about the luminescence centre responsible for ML peak, increasing impact velocity causes more number of electrons will be ionized to reach to the conduction band so there will be more number of electrons available to be recombined at recombination or luminescence centre. In photoluminescence study PL emission spectra show the isolated peak position observed at 388 nm near UV region of spectrum due to 5de4f transition of Ce 3þ ion.Thermoluminescence study shows doping of Ce 3þ ions reduced the TL intensity TL glow curve shows the high fading and less stability when it doped with cerium. The activation energy high for the doped SrZrO 3 phosphor means that the trapped electron is highly trapped in trap level. The present study gives the advance application for fracture sensor, damage sensor including the biological sensor and development of solid state lighting.

show abstract

“…In ML and PL, the excited state lifetime is long enough to relax to an equilibrium state. The ML and PL should both represent a Franck -condon transition to the ground state [9][10][11][12][13][14][15][16].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Mechanoluminescence Study of Europium Doped CaZrO3 Phosphor

Tiwari¹,

Dubey

Kuraria³

2016

J Fluoresc

View full text Add to dashboard Cite

Behaviour displayed by mechanoluminescence (ML) in CaZrO3:Eu(3+) doped phosphors with variable concentration of europium ions are described. When the ML is excited impulsively by the impact of a load on the phosphors the ML intensity increases with time, attains a maximum value and then it decreases. In the ML intensity versus time curve, the peak increases and shifts towards shorter time values with increasing impact velocities. Sample was synthesized by combustion synthesis method with variable concentration of Eu(3+) ions (0.1, 0.2, 0.5, 1, 1.5 mol%) and characterized by X-ray diffraction technique. The total ML intensity IT is defined as the area below the ML intensity versus time curve. Initially IT increases with impact velocity V0 of the load and then it attains a saturation value for higher values of impact velocities which follow the relation IT = IT (0) exp.(-Vc/V0) where IT (0) and Vc are constants. Total ML intensity increases linearly with the mass of the phosphors for higher impact velocities. The ML intensity Im, corresponding to the peak of ML intensity versus time curve increases linearly with the impact velocities. The time tm, is found to be linearly related to 1000/V0. The mechanoluminescence induced by impulsive excitation in europium doped CaZrO3 phosphors plays a significance role in the understanding of biological sensors and display device application.

show abstract

Real-time mechanoluminescence sensing of the amplitude and duration of impact stress

Cited by 80 publications

References 38 publications

Resonant Diagnostics of Temperature Distribution by the Piezo-Electro-Luminescent Fiber-Optical Sensor According to the Solution of the Fredholm Integral Equation

Resonant Diagnostics of Temperature Distribution by the Piezo-Electro-Luminescent Fiber-Optical Sensor According to the Solution of the Fredholm Integral Equation

Mechanoluminescence, photoluminescence and thermoluminescence studies of SrZrO3:Ce phosphor

Mechanoluminescence Study of Europium Doped CaZrO3 Phosphor

Contact Info

Product

Resources

About