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题名小型化气体声学温度计的研究
被引量：1
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作者
李明达
邢力
司明浩
冯晓娟
张金涛
王小杰
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机构
河北大学质量技术监督学院
中国计量科学研究院热工计量科学研究所
清华大学核能与新能源技术研究院
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出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第2期150-156,共7页
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基金
国家重点研发计划(2021YFF0603703)
国家自然科学基金(52176170)。
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文摘
为促进气体声学原级测温技术的实用化发展,基于圆柱气体声学共鸣法测量热力学温度的原理,研制了内径10 mm、外径12 mm、内长40 mm的小型化气体声学温度计,采用优化的声学传感器提高了待测声压强度,开展了常压下常温至782 K的实验测试。对采用声波导管的小型化圆柱腔内常压空气进行测量,结果显示,在782 K时的声学共鸣频率相对标准偏差小于0.2%;修正了边界层及导管扰动后,基于空气声速的热力学关系,以常温为相对法的参考,获得了407~782 K的热力学温度,测量不确定度为0.76~2.93 K(k=1)。该研究为原级气体声学温度计在恶劣或特殊环境下的应用提供了可能。
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关键词
温度计量
气体声学温度计
圆柱气体声学共鸣法
热力学温度
小型化
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Keywords
temperature metrology
acoustic gas thermometer
cylindrical acoustic gas resonant method
thermodynamic temperature
miniaturization
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分类号
TB942
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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题名微波谐振法应用于高温气体声学温度计的研究
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作者
朱章睿
邢力
冯晓娟
张金涛
孙坚
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机构
中国计量大学机电工程学院
中国计量科学研究院热工计量科学研究所
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出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期1249-1256,共8页
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基金
国家重点研发计划(2021YFF0603804)
国家自然科学基金(52176170)。
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文摘
高于335 K的热力学温度T与国际温标ITS-90温度(T_(90))之间的差异T-T_(90),是当前国际温度计量前沿研究的重点与难点。基于气体声速获得热力学温度的方法是该温区具有测量不确定度优势的方法,气体声速可通过声学共鸣法测得的声学共振频率和腔体尺寸获得。微波谐振法是高温区实时、原位获得腔体尺寸和热膨胀性的技术路线。通过优化高温气体声学热力学温度测量装置,提升温度和压力稳定性;采用自研的耐高温微波传感器,测量了335 K至493 K圆柱腔内的微波谐振频率,相对标准偏差为(2~13)×10^(-8);通过微波谐振频率获得了腔体尺寸随温度的变化关系,验证了几何尺寸的稳定性;同时实时获得圆柱腔内气体的折射率和压力,用于分析流动气路产生的压差。研究结果可为精密测定335 K以上T-T_(90)提供重要基础。
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关键词
温度计量
气体声学温度计
热力学温度
微波谐振法
热膨胀
折射率
压力
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Keywords
temperature measurement
acoustic gas thermometry
thermodynamic temperature
microwave resonance method
thermal expansion
refractive index
pressure
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分类号
TB942
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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题名气体声学温度计中声波导管的优化设计研究
被引量：6
- 3
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作者
陈厚桦
冯晓娟
林鸿
张金涛
任成
王克俭
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机构
北京化工大学机电学院
中国计量科学研究院
清华大学核能与新能源技术研究院
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出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2019年第1期1-7,共7页
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基金
国家重点研发计划(2016YFF0200101)
国家自然科学基金(51476153
51506114)
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文摘
声波导管的设计是影响声学信号信噪比的关键因素,导管内径越大、长度越短,越利于声波传输,但同时对声学共鸣腔产生更大的扰动。提出了采用变径声波导管降低声波的能量损耗和扰动方法,建立了变径声波导管的衰减和扰动模型,对比分析声学信号在不同尺寸声波导管内的能量衰减和导管对圆柱轴向非缔合声学共振频率和半宽的扰动,获得了优化的导管尺寸,在声波传输能量损失较小的情况下对内长为80 mm圆柱腔体首个轴向非缔合声学共振频率产生的相对扰动在3×10-5以内,该声波导管的优化设计可为高温气体声学温度计的深入研究提供理论支持。
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关键词
计量学
气体声学温度计
声波导管
热力学温度
圆柱声学共鸣法
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Keywords
metrology
acoustic gas thermometry
acoustic waveguides
thermodynamic temperature
cylindrical acoustic resonator
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分类号
TH811
[机械工程—精密仪器及机械]
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