改进型封装固定点黑体在辐射测温中的应用

为了延长固定点黑体容器使用寿命和简化使用流程,依据热管黑体和传统石墨坩埚黑体的设计使用经验,研制了改进型封装固定点黑体。针对所研制的锡固定点黑体分别用二等标准铂电阻和传递辐射温度计开展复现测试。改进型封装固定点黑体在经历20余次熔凝循环后,没有出现破裂和金属泄露现象。用标准铂电阻复现多次的平均值为231.909℃,扩展不确定度为0.015℃(k=2);而用固定点黑体校准传递辐射温度计的多次平均值为231.85℃,扩展不确定度为0.096℃(k=2)。     

高温共晶固定点的建立与复现

金属(碳)-碳(M-C和M(C)-C)高温共晶固定点(以下简称高温固定点)的出现给温标复现方法带来了一次变革,并有可能成为下届温标新的定义固定点.文中介绍了目前常见的高温固定点坩埚的典型结构,描述了高温固定点的灌注工艺及灌注方法.为对固定点的不同灌注方法及其效果进行研究,使用石墨衬套和碳纤维石墨材料作内衬,灌注了Co-C和Pt-C高温固定点.对灌注的高温固定点初步的复现实验结果显示,Co-C、Pt-C的短期复现重复性均优于50 mK,进一步证明了高温固定点作为新温标定义固定点的可行性.     

红外高光谱大气探测仪星载固定点黑体辐射源的研制

介绍了中国计量科学研究院为风云三号05星红外高光谱大气探测仪研制的微型镓固定点星载黑体辐射源。设计了黑体辐射源空腔,其有效发射率优于0.997。针对星载固定点黑体辐射源的结构设计和性能测试展开了研究:星载固定点黑体辐射源17 ℃的温度均匀性仿真结果优于0.01℃;黑体辐射源在真空下均匀性优于0.02 ℃,稳定性优于0.002 ℃(90 min内);在通过满足航天应用的力学冲击等实验后,镓固定点的复现性优于0.03 ℃;微型固定点相变温坪复现实验加热功率与拐点值之间存在较好的线性关系。     

Re-C共晶高温固定点的研制与评价

基于直接共晶的灌注方法,研制了混合结构的Re-C共晶高温固定点.利用高温固定点实验系统对其进行了复现实验研究.依据国际温度咨询委员会辐射测温工作组第二工作包(CCT-WG5-WP2)——关于遴选最优高温固定点用于最终热力学温度赋值的标准,对本文灌注的Re-C进行了评价,结果表明其熔化温度短期重复性为3mK、熔化结束温度...     

标准铂电阻固定点复现自动监测装置的设计与应用

文章通过介绍一种标准铂电阻固定点复现自动监测装置,分析了固定点复现过程中的关键相变机理,阐明准确的计算固定点复现过程中机理变化时间,进而实现固定点复现的自动监测对标准铂电阻温度计量值传递的重要作用。     

三段控温固定点炉复现铝凝固点研究

固定点炉垂直温场均匀性是影响ITS-90国际温标固定点温坪质量的重要因素.为了提高铝凝固温坪的复现水平,设计了三段控温固定点炉,利用金属外壳铝固定点容器,研究了垂直温场均匀性及其影响因素;在此基础上,采用连续热流密度法高精度复现了铝凝固点.实验结果表明:通过调整上部、中部、下部炉温的设置,可改善固定点炉温场均匀性,铝凝...     

Ga-In共晶固定点复现及赋值研究

次级固定点进一步分度温度计应用于温度校准已成为减小温度量值传递不确定度的重要方法.围绕Ga-In二元合金,以高复现水平为目标,详细介绍了大尺寸固定点容器研制、固定点灌注过程,开展了固定点复现性、亚配比剩余镓温坪验证实验研究;采用了切线交点法、均值法、三次多项式拟合法3种相变温度取值方法对Ga-In固定点进行了评价和分析...     

Fe-C共晶点的复现与温坪特性的研究

在温度量传体系中,铜凝固点(1084.62 ℃)以上目前还没有其他纯金属固定点,而金属-碳共晶点作为新兴的固定点具备良好的复现性,可补充铜点以上的温度固定点,拓展现有的高温温度量值传递水平。尽管Fe-C共晶点非常接近铜凝固点,但其仍有较高的使用价值,可为更高温共晶点灌注及复现提供宝贵的经验。用一等标准S偶对Fe-C共晶点的温坪进行测量,其共晶点温度为1152.4 ~1152.5 ℃。     

新型锡、锌固定点炉的研制

研制了新型的三段式固定点加热炉,建立了ITS-90温标定义的锌凝固点和锡凝固点装置.采用先进的加热和控温技术及合理有效的加热器绕制方式,炉温范围从100℃到500℃,包含了ITS-90温标定义的铟固定点、锡固定点、锌固定点.在该固定点炉装置进行了锌固定点和锡固定点的温场测试,控温精度为0.1℃,垂直温场优于0.05℃,固定点装置可用于标准铂电阻温度计的检定分度使用,提供稳定的温度源.     

新型便携式镓熔点炉的研制

中国计量科学研究院最新研制的便携式镓熔点炉采用了先进的半导体制冷和控温技术及有效合理的制冷块分布方式,实现对镓熔点容器的冻制与复现自动化.实验结果显示:该固定点炉从底端起140mm范围内的垂直温场小于0.03℃,温坪时间达到80h以上,复现性优于0.06mK.     

Reproducibility of WC–C High-Temperature Fixed Point

Reproducibility of the tungsten carbide–carbon peritectic (WC–C) fixed point (3021 K) was investigated by comparing six WC–C blackbody-type cells with each other. All the cells were built at VNIIOFI and had the same design with a cell outer diameter of 24 mm and a cavity opening diameter of 3  mm. Four cells were built using tungsten powder supplied by Alfa Aesar, while the other two cells used powder from Zhuzhou KETE (China). The nominal purity of both suppliers was 99.999 %. All the cells were compared in the same furnace. A reference cell in the second furnace was used for monitoring the stability of a radiation thermometer. Melting temperatures (given by the point of inflection) of all six cells agreed within ±45 mK. The reproducibility, as a standard deviation of the measured temperatures, can be estimated as 35 mK. The Zhuzhou KETE cells showed a slightly lower temperature than the Alfa Aesar cells: by 32 mK on average, which is comparable with repeatability of the measurements.     

一种三段加热的立式高温均热炉的研制

介绍了一种用于Fe-C高温共晶点装置复现的三段加热立式高温均热炉, 包括炉体的设计结构、 温度控制系统、 复现用腔体的密封结构设计和冷却水与充气保护系统等. 对炉体温场的测试结果表明: 该炉体能够满足设计的预期要求, 实现Fe-C高温共晶点的复现.     

高精度钾热管铝凝固点炉研制及性能测试

热管作为等温炉衬可提高固定点炉温场均匀性。为提高铝凝固点复现水平,研制了1套高精度钾热管铝凝固点炉。介绍了钾热管和固定点炉的研制流程,并测试了钾热管固定点炉性能。测试结果表明:采用分段升温的方式,炉子升温曲线平缓,整个升温过程中没有明显过冲现象,可有效保护铝凝固点容器的使用寿命;钾热管铝凝固点炉垂直温场均匀性为6.6mK;利用该钾热管铝凝定点炉可以实现铝凝固点温坪的复现,温坪重复性为0.02mK。     

Co-C共晶点研制及评价

根据国际温度咨询委员会辐射测温工作组(CCT-WG5)对世界各国计量机构开展Co-C共晶点研制工作的相关要求,设计并搭建了Co-C共晶点灌注系统,采用直接共晶法成功灌注了满足复现实验要求的Co-C共晶点坩埚。针对直接共晶灌注法效率低、坩埚破裂风险大的缺陷,提出了对灌注方法的改进方案,并依据该方案成功灌注了2个Co-C共晶点坩埚。对灌注的Co-C-2#共晶点进行了复现试验,结果显示:拐点温度的不确定度为5.3 mK,满足小于10 mK的CCT要求;短期重复性为9.6 mK,满足小于20 mK的CCT要求。     

A Study of the Metal Carbide-Carbon Peritectic Phase Transition for the Cr-C System

The authors recently reported the very first radiometric plateau observation of high-temperature fixed points of metal-carbide carbon peritectics. These act in a similar way to the metal (carbide)-carbon eutectic points in the sense that they can be used at high temperature without being contaminated by their graphite crucibles. The performance seems similar in terms of repeatability and plateau shape. The peritectic transition temperatures are close to the transition temperatures of some of the metal (carbide)-carbon eutectics. In this article, results of further study to understand the melting and freezing involved in these fixed points are reported, with the focus on the Cr₃C₂-C peritectic point. Difficulty in producing an ingot without voids was encountered. To overcome this, a filling technique that takes advantage of the capillary effect was devised. Plateau shapes and microstructures observed with electron-probe microanalysis (EPMA) and back-scattered electron imaging (BSE) for various filling methods were compared. The observation of two fixed-point plateaux, one at the Cr₃C₂-C peritectic point and the other at a lower temperature of the Cr₇C₃-Cr₃C₂ eutectic point, correlates to the presence of two kinds of domains in the observed microstructure. The graphite crucible is shown to play an essential role in realizing peritectic plateaux of good quality.     

重力铯热管等温性能研究

为了验证铯热管研制的关键技术,通过测量热管外壁温度,在定温条件下研究了重力铯热管的等温特性和启动性能;同时,分析了冷凝段长度对铯热管等温性能的影响。实验结果表明:当加热炉温度在330~630℃,铯热管均能正常启动;加热炉温度越高,启动越快;在该温区,铯热管具有优良的传热性能;然而,当冷凝段长度为300mm时,铯热管壁面温度出现锯齿状周期波动。从过热度的角度,分析了铯热管内部的沸腾相变传热机理;选择合适长度的冷凝段可避免周期性间歇沸腾的产生。实验结果同时也了证明铯热管在330~630℃温区可作为高效的传热元件,非常适合复现ITS-90国际温标锌凝固点。     

不同超低温温度区间冻融循环作用混凝土弹性模量软化性能试验研究

通过混凝土经历10℃~-40℃、10℃~-80℃和10℃~-160℃等3种典型的超低温温度区间冻融循环作用试验,探讨不同的温度区间和冻融循环作用次数对混凝土弹性模量的影响。结果表明,随冻融循环作用次数的增加,上限温度时因冻融损伤累积使混凝土的弹性模量呈逐渐软化趋势,其中下限温度较低温度区间的变化趋势最为明显;下限温度时因混凝土内孔隙水结冰使混凝土弹性模量呈先增大后减小趋势,且较上限温度时的变化幅度更大。不同温度区间的混凝土相对弹性模量差以及上下限温度时单次冻融软化指标和累积冻融软化指标均存在明显的差异且变化规律较为复杂。该文还由试验结果拟合出混凝土相对弹性模量与超低温冻融循环作用的温度区间和次数间的关系式。所获得的这些结果可为LNG储罐类混凝土结构的设计和安全性能评估提供参考。     

Copper Fixed-Point Measurements for Radiation Thermometry at National Research Council

Due to its high transition temperature relative to other fixed points defined in the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) and its relatively low cost compared to silver and gold, copper is often chosen as the fixed point used to define the ITS-90 above 1235 K at national measurement institutes. Measurement of the copper freezing point can be done in a variety of furnaces. Although there are a large number of copper fixed-point designs, we expect the freezing temperatures to be the same. The difference between realizing different sized fixed points and the use of different furnaces in which to realize them is explored here. A traditional, large aperture fixed-point containing over 600 g of copper is compared to a hybrid-type fixed point containing only 15 g of copper and a commercial fixed point. Three types of furnaces including a heat-pipe furnace, a compact furnace, and a high-temperature blackbody were used to realize the copper freezing point. Between the fixed-point types, only the length of the plateau differed. However, a significant difference was found between the freezing temperatures determined in the different furnaces, and this difference was independent of cell type.     

溴苯熔点研制及复现方法研究

研制了可用于工业铂电阻温度计现场校准的溴苯熔点.对溴苯过冷度、熔点复现性进行了实验研究,并比较了基于曲线拟合法和切线交点法的两种熔点取值方法,最后对溴苯熔化温坪用于现场校准的实用性进行分析,提出了溴苯熔点的使用建议.实验表明:溴苯凝固前的保温温度越接近其凝固点温度,过冷度越小;溴苯熔化时保温温度越高,升温速率越大,熔化...