两种不同的冰套冻制方法——固态干冰法、低温热管法

本文介绍了两种不同的冰套冻制方法———固态干冰法和低温热管法。采用这两种方法分别在两个水三相点容器内冻制冰套 ,通过实验研究冻制方法对水三相点温度的影响。实验结果表明 :这两种冻制方法对水三相点温度的影响非常小 ,即两个水三相点容器所复现的水三相点温度在± 0 .0 4mK范围内一致     

冰桥对水三相点的影响

本文通过实验研究了冰桥对水三相点的影响。实验结果表明 ,冰桥引起所测量的水三相点值偏低约 0 0 4mK。因此 ,为了消除冰桥的影响 ,必须将其融化 ,保证冰套可以绕温度计阱自由转动 ,这是高精度复现、测量水三相点的关键     

液氮冻制冰套法对水三相点温度的影响

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。     

冰桥对水三相点的影响

本文通过实验研究了冰桥对水三相点的影响。实验结果表明，冰桥引起所测量的水三相点值偏低约0．04mK：因此，为了消除冰桥的影响，必须将其融化，保证冰套可以绕温度计阱自由转动，这是高精度复现、测量水三相点的关键。     

套管对水三相点的影响研究

为了研究套管对水三相点的影响,研制了计阱内径分别为16 mm和18 mm的水三相点容器以及直径为15.5 mm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30 μK,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。     

论一种恢复水三相点容器性能的方法

本文介绍了在研究水三相点容器长期可靠性能的实验中 ,国外所采用的一种恢复水三相点容器性能的方法。我们利用此方法制作两组容器 ,通过对照实验研究此方法对水三相点温度的影响。实验结果表明 :由于此方法不能最大程度除去溶解在容器水中、吸附在容器内壁面的气体 ,导致所复现的水三相点温度偏低约 0 13mK。     

两种不同的冰套冻制方法--固态干冰法、低温热管法

本文介绍了两种不同的冰套冻制方法--固态干冰法和低温热管法.采用这两种方法分别在两个水三相点容器内冻制冰套,通过实验研究冻制方法对水三相点温度的影响.实验结果表明这两种冻制方法对水三相点温度的影响非常小,即两个水三相点容器所复现的水三相点温度在±0.04mK范围内一致.     

论一种恢复水三相点容器性能的方法

本文介绍了在研究水三相点容器长期可靠性能的实验中，国外所采用的一种恢复水三相点容器性能的方法。我们利用此方法制作两组容器，通过对照实验研究此方法对水三相点温度的影响。实验结果表明：由于此方法不能最大程度除去溶解在容器水中、吸附在容器内壁面的气体，导致所复现的水三相点温度偏低约0．13mK。     

高准确度水三相点容器

水三相点的高精度复现及准确测量是保证国际温标ITS-90实施的关键。水三相点容器内高纯水的同位素组成会影响复现的水三相点温度值。为了提高水三相点复现水平,减小氢氧同位素的影响,研制了带有氢氧同位素分析的石英及硼硅玻璃高准确度水三相点容器。为了评价容器的性能,开展了硼硅玻璃和石英水三相点容器的比对。实验结果表明:同位素修正前,石英玻璃和硼硅玻璃水三相点容器复现的水三相点在0.058mK范围内一致;同位素修正之后,容器之间的差异在0.017mK范围内一致。采用高准确度水三相点容器复现水三相点的扩展不确定度为0.066mK(k=2)。     

4种不同水源的水三相点容器的比对

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.     

水三相点容器的浸没特性及套管对浸没特性的影响

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0.4 μK/cm;套管对静压修正系数的影响小于0.5 μK/cm。     

汞三相点自动复现装置在海洋温度计量中的应用

汞三相点(-38. 8344℃)是ITS-90国际温标重要的定义固定点之一。为提高汞三相点复现水平,实现-38. 8344～29. 7646℃海水温度的高精度测量,满足海水温度校准需求,开展了汞三相点研究。本文介绍了金属外壳的汞三相点容器及热管自动复现装置、汞三相点的复现过程及测量结果。实验结果表明:热管汞点复现装置可高精度复现汞三相点。采用测量精度为0. 2×10~(-6)的1594A测温电桥时熔化温坪稳定后19小时温度变化小于0. 2mK。采用测量精度为0. 02×10~(-6)的6622A-XPS测温电桥时,18小时内的汞点熔化温坪变化小于0. 1mK。因此,汞点复现水平与测量电桥的精度有关。     

两种不同水域的海水对水三相点温度的影响

本文介绍了为研究因不同区域海洋中海水的氧、氢同位素存在的差异对水三相点温度的影响而采用的方法。即选取两种不同水域的天然海水,按照相同的工艺制作水三相点容器,采用相同的方法复现水三相点,然后通过容器间的比对进而研究其对水三相点温度的影响。比对结果表明,利用此法制作的水三相点容器复现的水三相点温度在±0.04mK范围内一致,且水三相点的复现性均优于0.05mK。     

低温液体冻制水三相点瓶的影响因素研究

介绍了用低温液体冻制水三相点瓶的方法。研究了不同冻制温度条件下水三相点瓶的老化时间;同时,研究了不同保存温度对低温液体冻制的水三相点瓶的水三相点值的影响。结果表明:通过低温液体冻制法冻制的水三相点瓶,老化时间不超20min,不同冻制温度条件下,老化时间相差不超10min,最佳冻制温度为-6℃;通过低温液体冻制法冻制的水三相点瓶,在0.006℃条件下能保存超10d以上,并且水三相点值不发生飘移。     

不同计阱的水三相点容器浸没特性的研究

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,并利用准确度为0．02×10^-6的交流比较仪电桥测量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。实验结果表明：温度计阱内径为16ram和18mm的水三相点容器的静压修正系数理论值与实际值非常接近。     

水三相点的不确定度传播规律分析

水三相点是1990国际温标最基本的定义固定点,它本身的偏差直接影响其它温度测量值。本文介绍了水三相点的不确定度在其他温度点的传播规律。     

低温恒温器绝热性能对平衡氢三相点复现的影响研究

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。     

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

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.     

水三相点复现的不确定度评定

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)。     

CCT-K7水三相点容器国际关键比对

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0．171mK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。