测量理想气体状态下单原子分子输运性质的双毛细管黏度计研究

热力学温度是客观世界真实的温度,是制定国际温标的基础,目前声学基准测温法是测量中低温区热力学温度不确定度最小的方法,中国计量科学研究院采用圆柱型定程共鸣腔建立了声学温度计,但是圆柱型共鸣腔的热边界层和黏性边界层修正是影响这种测量方法最主要因素之一,而决定边界层修正的参数是理想气体状态下气体工质的输运性质(黏度和导热系数).双毛细管黏度计测量气体介质黏度和导热系数具有很高的准确性,该方法结合了基准毛细管黏度计和量子化“从头算”的优势,可以有效地降低毛细管基准黏度计的测量不确定度与温度的依赖关系.本文介绍了作者在中国计量科学研究院开展的双毛细管黏度计测量氩气输运性质的研究,测量温度范围为240 ～400 K,测量相对标准不确定度为0.083％.     

实用氦气声学温度计初步研究

对高温气冷堆堆芯温度的可靠测量是目前的技术难题之一。传统温度计依靠实验室标定的材料特性与温度的关系进行测温,然而,长期暴露在高温、高辐照环境中,其测温材料的性质会发生改变且得不到及时校准,温度传感器易发生漂移甚至失效。气体声学温度计通过测量单原子气体的声速可以直接获得热力学温度;由于气冷堆内氦气介质相对稳定,利用氦气声速获得温度具有较高的可靠性。针对实用氦气声学温度计开展了初步研究,基于圆柱声学共鸣法设计了实用声学温度计测试系统,采用声波导管声学传感器测量了488K至806K圆柱共鸣腔内氦气的声学共振频率,修正了热边界层和粘性边界层的影响;基于量子力学从头算得到的氦气声学维里状态方程,获得了热力学温度。对氦气共振频率的测量相对标准偏差小于0.07%,温度测量的信噪比可满足需求,声学温度计与热电偶测温结果差异小于1%。研究结果为未来持续开展极端环境下气体声学温度计的应用研究提供了支持。     

毛细管粘度计法测量运动粘度的不确定度评定

利用毛细管粘度计法测定分析纯乙二醇的运动粘度,建立测量模型,分析和识别了影响测量不确定度的因素,并根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度的评定与表示》对各不确定度分量进行了量化估计。结果表明,毛细管粘度计法测定运动粘度的不确定度主要来源于测量重复性和粘度计常数。     

CNAS M0040工作毛细管粘度计(平氏)校准结果不确定度分析

通过分析工作毛细管粘度计(平氏)粘度计常数校准过程中各分量引入的测量不确定度来源,对工作毛细管粘度计(平氏)粘度计常数的各测量不确定度分量进行了量化,确定标准粘度液和流出时间是粘度计常数校准的主要影响因素。评定结果为粘度计常数的相对合成标准不确定度为0.1%,扩展不确定度为0.2%(k=2)。     

Precision Measurement for Feature Length of Cylinder Acoustic Resonator Cavity

声学共鸣腔特征长度是声学法测量玻尔兹曼常数的一个重要参数,其测量不确定度的量值直接影响着玻尔兹曼常数k的不确定度大小.介绍了研制的高精度圆柱形声学共鸣腔特征长度测量系统,阐述了其中的关键技术,实现了对测量结果进行环境参数的实时修正.测试数据表明,该测量系统对圆柱形声学共鸣腔特征长度的测量不确定度为0.60μm,3次测量标准差为0.20μm.     

基准声学温度计的研究进展

热力学温度是一切温度测量(包括国际实用温标)的基准,是国际上公认的最基本的温度.声学温度计是测量中低温区热力学温度精度最高的方法之一,也是定容理想气体温度计最有效的替代方法之一.综述了声学温度计测量热力学温度的研究进展,分析了目前建立声学温度计的最主要方法-球共鸣声学法的测量原理及其进展,并对声学温度计的未来发展进行了展望.     

运动粘度能力验证结果不满意的案例分析

参加润滑油运动粘度能力验证时结果不满意,分析查找原因后,通过试验验证发现温度计插入恒温浴深度、粘度计检定常数对测定结果影响很大。     

毛细管粘度计常数检定结果不确定度的评定

在毛细管粘度计常数检定的日常工作中,发现粘度计的常数值受很多因素影响。如二级标准粘度液的定值、二级标准粘度液粘温变化率、测量重复性、测量时间的电子秒表误差、粘度计在恒温槽中的倾斜等,这些因素都将对粘度计常数检定结果带来一定的不确定性。文章通过分析这些影响因素,具体计算出不确定度,以便指导今后的检定工作。     

单圆柱微波谐振法测量热力学温度的研究

利用氩气的量子力学“从头算”理论和相关实验测量结果,基于圆柱微波谐振法建立了气体折射率热力学温度计实验系统,测量了253~303 K范围内的热力学温度。通过测量圆柱微波谐振腔内4个横磁模式的微波谐振频率,获得了氩气在700 kPa附近的气体折射率,不同微波模式得到的氩气折射率一致性优于1×10^-8,进一步结合氩气的维里状态方程得到热力学温度。热力学温度T和ITS-90国际温标T90差异不确定度为11.6 mK,与国际温度咨询委员会的评估值具有良好的一致性。未来随着氩气理论计算和实验系统压力测量不确定度的深入研究,该方法测定热力学温度的不确定度会进一步改善。     

一种适用于低沸点混合制冷剂粘度测量装置的研制

针对混合制冷剂等挥发性混合物粘度测量的需要,研制了一种新的适用于测量低沸点混合物粘度的旋转式毛细管粘度计。该新型粘度测量装置在压力容器内嵌入旋转式毛细管粘度计,将旋转法升液和压力容器承压结合起来,避免了传统密封型毛细管粘度计由于抽放气的升液方式而导致混合物成分的变化,可以实现在较高压力下循环测量挥发性混合物溶液的粘度。采用R22和R290对旋转式毛细管粘度计进行了标定,并用R410A对粘度计的测量精度和性能进行了评价,粘度测量值与文献值最大相对偏差为0.81%。