高精度低温恒温器的研制

介绍了新的高精度低温恒温器的结构设计以及温度控制,并对其性能进行了测试,在13.8～273 K温度范围内,恒温器的均匀度为0.2 mK,波动度为±0.2 mK/30min.     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

便携式黑体计量炉的设计和研究

本文设计了一款基于半导体片加热制冷的便携式黑体计量炉,温度范围为(-20^+150)℃,采用微型水冷散热系统,迅速带走半导体片背面热量,从而达到升温速率优于13℃/min,降温速率优于18℃/min。对黑体计量炉的设计原理和三个关键技术及相应的解决方法进行了阐述。最后,通过对样机测试,证明其控温精度,温度均匀性和稳定性符合技术指标,并对研究的成果做了总结。     

高温双毛细管粘度计恒温系统研究

准确测定热力学温度是制定国际温标的基础,在温度计量研究中具有重要的科学意义.声学共鸣法是当前最有影响的基准热力学测温方法之一,该方法最大测量不确定度来源于实际气体粘性作用所造成的能量耗散效应,故准确地测定实际气体粘度,对声学共鸣法热力学温度计的应用具有关键影响.在120℃以下的实验研究证实,双毛细管粘度计具有最小的气体粘度测量不确定度.在此基础上,设计建立了一套高温双毛细管粘度计,优化了恒温装置结构设计,研究了该恒温器控温方法,使得恒温系统在室温至400℃,5h的温度稳定性达到±3mK,满足双毛细管粘度计测量高温气体粘度实验要求.     

高性能恒温环境的设计及MAX1978性能测试

设计一种基于半导体制冷器的恒温控制系统.温度测量传感器采用标定测量不确定度为6.6mK的热电偶.主控温系统和辅助控温系统核心采用专用芯片MAX1978,主控温器设计目标是保障测量环境内无热源时,环境内温场稳定度和均匀度达到±0.01℃,测量环境内存在热源时,通过调节辅助控温器以获得较好的温度分布.性能测试结果表明MAX1978控温稳定度优于0.003℃/h,控温分辨率优于0.01℃,温度与MAX1978的输入电流间存在一一对应关系.     

检定温度计用精密恒温装置——RTS-30制冷恒温槽

本文所介绍的RTS-30制冷恒温槽以酒精或水为工作介质,使用温度范围为-30℃～+100℃,工作区温场均匀性优于3mK,短期稳定性优于±3mK,长期稳定性优于±5mK。本装置采用了内外绝热良好的结构设计,灵敏、稳定和热惯性小的控温、加热和冷却系     

航空橡胶密封材料试验用金属浴试验箱的研制

本文设计了一种金属浴试验箱,该试验箱主要用于测试胶/漆材料在设定温度环境下的耐油试验。采用加热棒进行加热,可实现装置在50~220℃的自动控温。设计了四个尺寸为Φ80×260 mm的测试腔,温度波动度不超过0.2℃·min-1,温度均匀性不超过2℃。该金属浴试验箱波动度小,加热均匀,非常适用于橡胶密封材料的高温耐油试验。     

新型便携式恒温槽的设计及应用

为了解决现有便携式恒温设备控温精度低、功能单一的缺点,本文设计了一种新型的高精度便携式恒温槽。该恒温槽将多参数电测仪表功能和24V直流电源功能集成设计于同一便携式恒温槽内,与计算机程序结合使用可实现现场计量仪器的自动校准。恒温槽采用侧面搅拌结构和强化散热技术方案,显著提高温场的性能指标。实验结果表明,便携式恒温槽的温场范围为50～300℃,有效工作区域内的水平最大温差优于0. 005℃,均匀性优于0. 01℃,波动性优于0. 03℃/10min。     

多普勒展宽测温验证实验中的精确控温系统研究

玻尔兹曼常量的定值和温度基本单位开尔文的重新定义将使国际协议温标向热力学温标融合过渡。基于铯原子直接吸收光谱的多普勒展宽测温可实现实用、芯片级热力学温度测量,其实验原理验证依赖高准确度的控温环境。该文搭建面向室温验证范围的恒温腔体,利用制冷循环水浴提供基础温度,使用自研PID程序调控比例-积分控制参数,输出电压动态改变加热功率,采用接触电加热方式实现精确温度调节与稳定。结果表明:在25℃实验条件下,该系统温度均匀性小于8 mK,12 h内稳定性优于0.2 mK,整体控温标准不确定度11.02 mK(k=1)。研究为实现芯片级、在线免校准的热力学温度传感器实验验证奠定一定的基础。     

新型镓熔点自动复现装置

介绍了中国计量科学研究院新型镓熔点自动复现装置, 该装置的固定点炉采用半导体三段冻制及加热技术实现了镓熔点复现的自动化, 通过精密控温及合理的结构设计获得优良的温度稳定性与均匀性。该装置镓熔点使用当前最新提纯技术的99.999 99%高纯镓金属及完善的灌注技术。实验结果显示, 该固定点装置温坪持续了70 h以上,前20%～80%温坪变化小于0.15 mK,复现性为0.07 mK, 该装置的扩展不确定度为0.36 mK（k=2）。     

低温显微镜的研制

低温显微镜是低温生物医学研究中的重要工具,介绍了低温显微镜的历史和主要类型,并设计制作了一台采用液氮冷却的低温显微镜。该低温显微镜采用电子膨胀阀控制冷却介质的流量,最大升温速率可达100℃/min,最大降温速率可达50℃/min,控温精度为±1℃。     

WJ-1型高精度温度校验箱

介绍了可用作温度测量仪表校准设备之一的WJ-1型高精度温度校验箱的结构、原理、温度控制方式及其有关温度性能的实测结果.采用上送风、下回风的"直风"结构和自适应PID控制技术,在校验箱工作区域获得了较好的温场分布.实验结果表明,在(-40～50)℃范围内校验箱温度偏差优于±0.30 ℃,温度均匀度优于0.30 ℃,温度波动度优于±0.10 ℃/30 min.     

基于快速降温技术的标准恒温油槽的研制

针对现有标准恒温油槽降温过程耗时长、效率低的问题,研制基于快速降温技术的新型恒温油槽.该恒温槽由恒温源系统和降温循环系统组成,采用风冷散热器作为降温装置,显著提高了恒温槽降温速率.实验结果表明,恒温油槽的温度范围为(80～300)℃,有效工作区域内温场均匀性优于0.01℃,波动性优于0.01℃/10min,快速冷热介质交换最大降温速度可达10℃/min.     

新型开口锌凝固点复现装置

介绍了中国计量科学研究院研制的新型开口锌凝固点复现装置,该装置采用99．99999％的高纯锌金属固定点灌注技术,固定点炉采用三段控温的方式,依靠精确控温及合理的结构设计获得优良的垂直温场。通过准确测量容器的内部气压,可以优化我国国家基准中气压修正的不确定度分量。实验结果显示：该装置复现的温坪时间大于30小时,复现的扩展不确定度为0．6mK（k=2）。     

热泵用于可移动式救生舱环境模拟室的实验研究

矿井可移动式救生舱是为在矿井灾难发生现场不能及时撤离的矿工提供临时性避难场所的系统。在可移动式救生舱的研制和实验中,保证实验的准确性是把好救生舱质量关的关键。本文设计了一套用于救生舱环境模拟实验的系统,采用热泵作为加热系统,其控制温度较精确,升温及降温速率可控。实验研究表明,在该系统中,模拟舱上下部最大温差小于1℃,平均温度与目标温度的最大温差小于0.5℃。     

高温盐槽温场测试研究

随着生产力水平的不断提高,高温恒温源装置的精度不断提升,与之对应的高温传感器的校准精度需求也不断提升,现有校准温源的装置难以满足高精度温度传感器的校准需求。本文依据温度源装置的校准规范,利用三种不同的温度传感器对高温盐浴恒温槽的温场进行测试。结果表明:L型温度计在浅温区的温场测试结果的精度可控制在60mK以内;温度波动性的测试结果表明,高温温度源装置在各个温度点的波动度优于0. 015℃/10min。     

应用于自加速分解反应的动态温差检测方法

绝热量热仪测试过程中,速率阈值检测方法存在抗干扰能力差及反应起始温度检测值波动较大的问题.文章在绝热量热仪(ARC)的"加热-等待-搜寻"模式下,提出运用温差变化量检测样品反应起始温度的策略.即通过对经典速率阈值检测方法存在的问题以及炉体控温热电偶与样品温度之间参比差值的分析,以参比差值与样品温度的关系构建温差基线并以此修正参比差值,修正后的参比差值的变化量用于衡量样品反应进程.实验结果表明,此动态温差检测方法相比于速率阈值检测方法,其抗干扰能力强,重复性良好,在同等控温精度的实验条件下,能够提前检测到样品的反应起始温度.     

基于闭环制冷机的平衡氢三相点复现装置

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 mK,标准不确定度优于0.1 mK。     

一种可调节升降温速率的恒温槽

正0引言在工业生产过程中,温度计量仪表不仅仅作为温度测量仪表使用,同时广泛参与系统的自动化控制,如带有电气接点装置、可输出温度开关控制信号的仪器仪表。对于这类温度仪表,相关的规程(JJG226-2001《双金属温度计》和JJG 310-2002《压力式温度计》检定规程)均明确规定了恒温槽的温度变化在1℃/min以内。目前各计量单位所用的恒温槽一般升温采用电加热,制冷采用一级或二级压缩机,较难实现温度变化在1℃/min以内的要求。特别在恒温槽温度在45℃以上时,为了保护压缩机,无法启动压缩机制冷。如果单纯采用自然降温,降温速率较慢,严重影响工作效率,因此,研制一种升降温速率可调的恒温槽就显得尤为重要。     

有机物全熔点标准物质定值用毛细管熔点仪的研制

研制一种基于毛细管熔点原理的真空绝热杯式毛细管熔点仪,该装置消除了温场不均匀和温度计热滞后带来的系统误差,具有较高的测量精度.该装置用于月桂酸、联苯、咪唑、乙酰苯胺、非那西丁、对甲基苯甲酸、蒽和咔唑等8种有机物全熔点标准物质的定值,标准物质全熔点扩展不确定度为0.20℃和0.17℃(升温速率分别为1.0℃/min和0.5℃/min).标准物质定值结果与改进后的差示扫描量热仪结果一致,两者之间的差别不大于0.23℃,从而验证了该装置的准确性.