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替代汞三相点的研究和新温标展望 被引量:4
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作者 张金涛 梁宇 冯晓娟 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期145-150,共6页
从国际温标ITS-90的定义固定点中替代汞三相点,是全球禁止汞的商业交易公约实施的必然结果,也是国际温度计量领域的一个研究热点。要达到替代的目标,候选替代物三相点温坪的计量性能必须达到汞三相点的水平,替代物三相点的复现装置成本... 从国际温标ITS-90的定义固定点中替代汞三相点,是全球禁止汞的商业交易公约实施的必然结果,也是国际温度计量领域的一个研究热点。要达到替代的目标,候选替代物三相点温坪的计量性能必须达到汞三相点的水平,替代物三相点的复现装置成本可接受、复现技术不复杂;汞三相点被替代后,必然引起温标结构的改变。针对上述问题,对国际温度计量领域替代汞三相点的研究进行了综述,对新温标将如何修订进行了展望和建议。 展开更多
关键词 计量学 90国际温标 三相点 三相点 六氟化硫三相点 二氧化碳三相点 温标修订
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用于温度传感器原位在线校准的水三相点自动复现控制系统
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作者 乔志刚 高德辛 +8 位作者 张牧子 赵姗姗 巫佳利 苏娟 陈胜功 景超 刘海玲 杨博 吴锜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期281-284,共4页
温度传感器在长时间温度测量中会出现性能漂移导致测量误差,为现场实时校准温度传感器实现长期稳定的高精度测量,需要基于国际温标ITS-90规定的温度固定点,对传感器进行无人自主原位校准。水三相点是水、冰、气三相平衡共存的温度点,其... 温度传感器在长时间温度测量中会出现性能漂移导致测量误差,为现场实时校准温度传感器实现长期稳定的高精度测量,需要基于国际温标ITS-90规定的温度固定点,对传感器进行无人自主原位校准。水三相点是水、冰、气三相平衡共存的温度点,其温度为国际温标中的0.01℃固定点,是对传感器进行校准的最常用的固定温度点。水三相点瓶是再现水三相点的关键装置。相较于传统的玻璃外壳水三相点瓶,金属外壳的水三相点瓶更为耐用,更适用于自动原位校准。为了实现水三相点的自动浮现,根据高纯水自发相变原理,设计了一种基于半导体帕尔贴效应快速稳定复现水三相点的自动控制系统及其控制方法。利用热电制冷器(TEC)和温度控制器为金属水三相点瓶提供过冷环境,在基于模型的制冷调度算法控制下,实现了较长时间保持稳定的水三相点状态。实验室测试表明,该控制系统可以在150 min内达到0.01℃的温坪,并保持稳定的三相点温度20 min及温度波动度±1 mK。温度原位在线自动校准系统可以为深海、深空及偏远地区的高精度温度测量提供校准服务。 展开更多
关键词 金属水三相点 温度原位自动校准装置 温坪自动复现方法
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SF_(6)及CO_(2)三相点替代Hg三相点内插方法可行性探究 被引量:1
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作者 杨锦楠 潘江 +5 位作者 孙建平 李婷 汪洪军 于娇 阮一鸣 王光耀 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期151-156,共6页
在不改变90国际温标内插方程形式的基础上,针对83.8058 K到273.16 K温区,分析了六氟化硫(SF_(6))和二氧化碳(CO_(2))三相点替代汞(Hg)三相点后,导致的内插方程变化带来的温度偏差以及传播不确定度变化规律。研究结果表明:SF_(6)和CO_(2... 在不改变90国际温标内插方程形式的基础上,针对83.8058 K到273.16 K温区,分析了六氟化硫(SF_(6))和二氧化碳(CO_(2))三相点替代汞(Hg)三相点后,导致的内插方程变化带来的温度偏差以及传播不确定度变化规律。研究结果表明:SF_(6)和CO_(2)三相点替代Hg三相点后,该方程在该温区仍具有适用性;在复现不确定度相同的情况下,Hg三相点、SF_(6)三相点和CO_(2)三相点带来的整个温区的传播不确定度依次减小,并预测在中国计量科学研究院SF_(6)三相点的复现不确定度优于0.25 mK(k=1),CO_(2)三相点不确定度复现优于0.27 mK(k=1)可以维持国家温度基准水平不变。 展开更多
关键词 计量学 90国际温标 三相点 六氟化硫三相点 二氧化碳三相点 传播不确定度
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镓三相点容器的研制 被引量:5
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作者 邱萍 闫小克 瞿咏梅 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期246-248,共3页
近年来 ,镓三相点作为新的温度固定点的研究已经得到了广泛的重视。本文介绍了镓三相点容器的制作工艺、冻制过程及复现技术。实验结果表明 ,镓三相点的温度值为 2 9 7666℃。
关键词 三相点 真空系统 复现技术 三相点容器 制作工艺 温度计量 国际温标 定义固定点
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CCT-K7水三相点容器国际关键比对 被引量:4
5
作者 闫小克 邱萍 +4 位作者 武荷莲 张哲 冯玉玲 王玉兰 段宇宁 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期42-47,共6页
在国际互认框架内,国家计量标准的国际等效性是通过国际计量委员会(CIPM)的咨询委员会组织的一系列国际关键比对来确定的。温度咨询委员会(CCT)委托国际计量局(BIPM)作为主导实验室组织了由20个国家实验室参加的CCT-K7水三相点容器国际... 在国际互认框架内,国家计量标准的国际等效性是通过国际计量委员会(CIPM)的咨询委员会组织的一系列国际关键比对来确定的。温度咨询委员会(CCT)委托国际计量局(BIPM)作为主导实验室组织了由20个国家实验室参加的CCT-K7水三相点容器国际关键比对。比对结果表明:这些国家基准水三相点值在0.171 mK范围内一致。此外,为了减小国家实验室复现水三相点的系统差,需要进一步研究同位素组成对水三相点温度的影响以及同位素修正。 展开更多
关键词 计量学 国际关键比对 三相点 国际等效性 关键比对参考值(KCRV)
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4种不同水源的水三相点容器的比对 被引量:6
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作者 闫小克 段宇宁 马重芳 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期133-136,共4页
为了研究水源对水三相点温度的影响,采用4种不同的水源并按照相同的制作工艺研制高质量的水三相点容器。同时,将这些容器进行了比对实验。比对结果表明:这些不同水源的水三相点容器复现的水三相点值在±0.02 mK范围内一致。故推断... 为了研究水源对水三相点温度的影响,采用4种不同的水源并按照相同的制作工艺研制高质量的水三相点容器。同时,将这些容器进行了比对实验。比对结果表明:这些不同水源的水三相点容器复现的水三相点值在±0.02 mK范围内一致。故推断出水源对水三相点温度的影响很小。 展开更多
关键词 计量学 三相点 比对 同位素组成 水源
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金属外壳水三相点容器 被引量:6
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作者 邱萍 闫小克 +3 位作者 汪洪军 王宁 刘薇 梁俣 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期196-200,共5页
水三相点是ITS-90国际温标中最重要的定义固定点,其复现不确定度是传递到整个温标的。目前,通常采用不同的冻制方法在硼硅玻璃或石英水三相点容器内冻制均匀的冰套来复现水三相点。冻制过程中,由于在水三相点容器内生成冰桥,会造成容器... 水三相点是ITS-90国际温标中最重要的定义固定点,其复现不确定度是传递到整个温标的。目前,通常采用不同的冻制方法在硼硅玻璃或石英水三相点容器内冻制均匀的冰套来复现水三相点。冻制过程中,由于在水三相点容器内生成冰桥,会造成容器的破裂。为了解决此难题,研制了金属外壳水三相点容器,利用高纯水自发相变原理,在液体槽内自动冻制水三相点。通过与硼硅玻璃水三相点容器的比对,证实金属外壳水三相点容器可以满足标准铂电阻温度计校准及其他温度传感器期间核查的需求。实验结果表明:4个金属外壳水三相点容器与普通玻璃水三相点容器复现的水三相点在0.04 mK范围内一致。 展开更多
关键词 计量学 三相点容器 金属外壳 冰套
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水三相点复现的不确定度评定 被引量:3
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作者 闫小克 武荷莲 +2 位作者 张哲 王玉兰 冯玉玲 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期102-106,共5页
水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点,也是ITS 90国际温标重要的定义固定点。因此,水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来,中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器,加强了... 水三相点是开尔文热力学温度的唯一基准点,也是ITS 90国际温标重要的定义固定点。因此,水三相点不确定度分析对整个温标的建立、温度量值传递起着至关重要的作用。近3年来,中国计量科学研究院研制出一系列高质量的水三相点容器,加强了水三相点的研究,为不确定度的分析提供了更为可靠的实验依据。同时,不确定度的分析也是客观评价新研制容器性能的一个重要指标。因此,根据实验结果对新研制容器所复现的水三相点进行了不确定度评定。评定结果表明,其扩展不确定度为0 16mK(k=2 69,p=0 99)。 展开更多
关键词 计量学 三相点 ITS-90温标 不确定度
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套管对水三相点的影响研究 被引量:2
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作者 王鹏 闫小克 +3 位作者 蒲玲 张婧瑜 李萌 张佳仁 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期24-26,共3页
为了研究套管对水三相点的影响,研制了计阱内径分别为16mm和18mm的水三相点容器以及直径为15.5mm的套管。通过在计阱内加套管和不加套管,并利用准确度为0.02×10^-6的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内的电阻值,比... 为了研究套管对水三相点的影响,研制了计阱内径分别为16mm和18mm的水三相点容器以及直径为15.5mm的套管。通过在计阱内加套管和不加套管,并利用准确度为0.02×10^-6的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内的电阻值,比较不同直径水三相点容器内套管对水三相点的影响。实验结果表明:实验中套管对水三相点值的影响小于30μK,且在相同的测量条件下,套管的直径与水三相点容器温度计阱的内径越接近,套管对水三相点值的影响越小。 展开更多
关键词 计量学 三相点 温度计阱 套管
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液氮冻制冰套法对水三相点温度的影响 被引量:10
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作者 闫小克 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期318-321,共4页
介绍了液氮作为冷却剂在水三相点容器内冻制冰套的方法。利用该方法同时在两个不同真空度的水三相点容器内分别冻制冰套。通过实验,研究了此方法对所复现的水三相点温度的影响。实验结果表明:冻制过程中产生的应力以及开始生成的小冰晶... 介绍了液氮作为冷却剂在水三相点容器内冻制冰套的方法。利用该方法同时在两个不同真空度的水三相点容器内分别冻制冰套。通过实验,研究了此方法对所复现的水三相点温度的影响。实验结果表明:冻制过程中产生的应力以及开始生成的小冰晶引起水三相点温度偏低;并且,其对水三相点温度的影响随着水三相点容器内真空度的降低而增大。随着应力慢慢消除,小冰晶逐渐长大为大冰晶,所复现的水三相点值逐渐回升并趋于稳定。因此,为了高精度复现和准确测量水三相点,采用该冻制方法时,必须将冰套老化至少5天以后,才可以消除其对水三相点温度的影响。 展开更多
关键词 计量学 三相点 ITS-90国际温标 冰制方法 冰套
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汞三相点的研究 被引量:1
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作者 张国权 朱民 +1 位作者 武荷莲 黄宁生 《计量学报》 CSCD 1994年第2期81-85,共5页
叙述了汞三相点密封容器的设计和制作程序,并介绍了具体的复现装置和实验方法。实验结果表明,复现性为±0.1mK,平均熔化温度与平均凝固温度的差为0.1mK,不同密封容器间的差小于0.2mK。
关键词 三相点 温度标准
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准绝热密封氩三相点复现装置 被引量:2
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作者 孙建平 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期481-484,共4页
氩三相点作为国际温标ITs—90的重要低温固定点,在国家基准量值传递中有着重要的意义。中国计量科学研究院研制了基于准绝热原理的密封型氩三相点装置,能够对长杆铂电阻温度计进行氩三相点高精度复现,并且通过开发自动控制与测量软... 氩三相点作为国际温标ITs—90的重要低温固定点,在国家基准量值传递中有着重要的意义。中国计量科学研究院研制了基于准绝热原理的密封型氩三相点装置,能够对长杆铂电阻温度计进行氩三相点高精度复现,并且通过开发自动控制与测量软件实现了实验过程自动化测量与控制。实验结果表明,使用新研制的密封氩三相点装置使氩三相点的温坪时间提高到23h以上,其中在16h的温坪变化在0.2mK以内,同时温坪复现性达到0.1mK以内,成功解决了恒定热流法氩三相点复现过程中温坪时间短、复现难度大等问题,保证国家基准量值传递的准确性。 展开更多
关键词 计量学 三相点装置 准绝热
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国际实用温标(IPTS-68)和水的三相点测定的渊源 被引量:4
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作者 李芝芬 《大学化学》 CAS 1990年第1期58-61,共4页
本文介绍了摄氏温标的定义,理想气体温标的实验基础及其与热力学温标的关系,以及国际度量衡委员会对温标固定点选择的变沿;介绍了黄子卿对固定点——水的三相点测定的贡献;并简介了目前通用的国际实用温标IPTS-68的规定.
关键词 温标 三相点
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传递水三相点容器在国际计量局的比对
14
作者 闫小克 武荷莲 +2 位作者 张哲 冯玉玲 王玉兰 《计量学报》 CSCD 北大核心 2007年第z1期42-46,共5页
国际计量局作为主导实验室组织了由20个国家计量标准实验室参加的CCT-K7水三相点容器国际关键比对.按照比对协议,参加者均选择了1个校准的传递容器送到国际计量局与两个共同的参照容器进行比对.介绍了国际计量局的比对,包括:冻制方法、... 国际计量局作为主导实验室组织了由20个国家计量标准实验室参加的CCT-K7水三相点容器国际关键比对.按照比对协议,参加者均选择了1个校准的传递容器送到国际计量局与两个共同的参照容器进行比对.介绍了国际计量局的比对,包括:冻制方法、实验装置、测量步骤、比对结果及相应的不确定度评定.比对结果表明:多数水三相点容器在0.15 mK范围内一致. 展开更多
关键词 计量学 关键比对 三相点 传递容器 不确定度
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水三相点容器的浸没特性及套管对浸没特性的影响
15
作者 王鹏 胡子峰 +4 位作者 朱佳奇 闫小克 姜虹 蒲玲 陈功 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期693-696,共4页
采用步进电机控制器和Labview编程控制,建立了水三相点容器浸没特性的自动测量装置。该装置通过步进电机精确控制温度计在水三相点容器温度计阱内的升降高度,用准确度为0.02×10^(-6)的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内... 采用步进电机控制器和Labview编程控制,建立了水三相点容器浸没特性的自动测量装置。该装置通过步进电机精确控制温度计在水三相点容器温度计阱内的升降高度,用准确度为0.02×10^(-6)的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内不同高度的电阻值;通过线性拟合,获得水三相点容器的静压修正系数;此外,研究了套管对浸没特性的影响。实验结果表明:温度计阱内径分别为16 mm和18 mm的水三相点容器的静压修正系数实验值与理论值非常接近,差值小于0.4μK/cm;套管对静压修正系数的影响小于0.5μK/cm。 展开更多
关键词 计量学 三相点容器 浸没特性 套管
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与标准平均海水同位素成分相近的石英水三相点瓶的研制
16
作者 赵明坚 G +1 位作者 F Strouse 《计量学报》 CSCD 北大核心 2007年第z1期47-50,共4页
介绍了与标准平均海水同位素(VSMOW)成分相近的石英水三相点瓶的研制过程和试验分析结果.利用新的制作工艺,所有水三相点瓶的同位素成分δD和δ18O可被分别控制在±10‰和±1.5‰之内,这样即使没有进行同位素修正,由同位素成分... 介绍了与标准平均海水同位素(VSMOW)成分相近的石英水三相点瓶的研制过程和试验分析结果.利用新的制作工艺,所有水三相点瓶的同位素成分δD和δ18O可被分别控制在±10‰和±1.5‰之内,这样即使没有进行同位素修正,由同位素成分与VSMOW的偏离对温度的影响仍可控制在±8μK之内.如果对某个水三相点容器的同位素成分单独分析,并用分析结果对水三相点温度值进行修正,则由上述因素对温度的影响可控制在±3μK之内.实验结果表明,硼硅玻璃水三相点瓶的年漂移约为-13μK,而石英水三相点瓶年漂移约为-2μK,因此,石英水三相点瓶比硼硅玻璃水三相点瓶的性能更加优越. 展开更多
关键词 计量学 三相点 石英水三相点 标准平均海水同位素
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毛细作用引起的受限流体三相点的移动
17
作者 沈繁宜 刘文吉 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期86-88,共3页
由于毛细作用导致毛细管中受限流体的三相点不同于体相流体的三相点温度.该文从热力学角度导出受限流体三相点温度的移动公式.
关键词 受限流体 三相点 毛细作用 巨势 化学势
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密封式氩和氖三相点容器的国际比对
18
作者 黄宁生 《计量学报》 CSCD 1994年第1期42-44,共3页
介绍了中国计量科学研究院(NIM)、联邦德国物理技术研究院(PTB)和意大利计量研究所(IMGC)制作的密封式氩三相点和氖三相点容器的结构,在PTB进行比对的实验设备、实验方法,并给出了比对结果,最大差值小于0.6mK。
关键词 三相点 容器 温度测量 低温
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基于闭环制冷机的平衡氢三相点复现装置 被引量:5
19
作者 朱鹏飞 屈继峰 +2 位作者 孙建平 蔡晋辉 周贞宇 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期28-32,共5页
为了解决平衡氢三相点复现装置复现难度大、耗时长、效率低的问题,研制了基于闭环GM制冷机的新型平衡氢三相点复现装置。采用准绝热方法复现平衡氢三相点;基于Labview程序,实现了复现过程的自动测量与控制。该套装置不仅提高了工作效率... 为了解决平衡氢三相点复现装置复现难度大、耗时长、效率低的问题,研制了基于闭环GM制冷机的新型平衡氢三相点复现装置。采用准绝热方法复现平衡氢三相点;基于Labview程序,实现了复现过程的自动测量与控制。该套装置不仅提高了工作效率,而且提升了复现性。实验结果表明:该套系统平衡氢三相点的复现性优于0.05 m K,标准不确定度优于0.1 m K。 展开更多
关键词 计量学 平衡氢三相点 国际温标 GM制冷机 低温恒温器
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低温恒温器绝热性能对平衡氢三相点复现的影响研究 被引量:1
20
作者 叶西慧 于滢 +4 位作者 邢力 冯晓娟 张金涛 邱萍 孙坚 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1487-1493,共7页
平衡氢三相点(13.803 3 K)是ITS-90规定的最低温度固定点,常用于标准套管铂电阻温度计的检定或校准。改进后的国家温度基准使用基于闭循环制冷机的低温恒温器提供准绝热环境,采用量热法进行密封式平衡氢三相点的复现实验。由平衡氢转化... 平衡氢三相点(13.803 3 K)是ITS-90规定的最低温度固定点,常用于标准套管铂电阻温度计的检定或校准。改进后的国家温度基准使用基于闭循环制冷机的低温恒温器提供准绝热环境,采用量热法进行密封式平衡氢三相点的复现实验。由平衡氢转化催化剂引起的三相点容器的预熔化现象以及实验组装的差异均会导致组件热容或系统热阻的变化,从而影响复现水平。建立了系统的传热模型,通过2次绝热条件不同的复现实验,测量了低温恒温器三相点组件的热容、绝热屏与三相点组件的热阻等参数,分析了低温恒温器绝热性能对平衡氢三相点复现的影响规律。结果显示,在复现开始前通过测量热阻并确认系统绝热性能良好,复现4个平衡氢三相点温坪的标准偏差优于0.1 mK。 展开更多
关键词 计量学 低温恒温器 平衡氢三相点 固定点复现 准绝热
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