水三相点瓶冰套冻制方法的探索

水三相点是定义热力学温度单位的唯一参考点,也是ITS-90国际温标最重要的定义固定点。水三相点的复现是通过水三相点瓶内冻制冰套来实现。文章首先介绍了几种传统的冰套冻制方法,其次讨论了其优缺点;最后着重介绍了一种快速简单可行的冻制冰套的新方法,并阐述了此种方法的优点。     

不同来源的水三相点容器的比对

本文介绍了水三相点在开尔文热力学温度和ITS-90国际温标中的重要地位.重点介绍了麦克劳式水三相点容器内冰套的冻制方法及水三相点的复现.同时,NIM与ISOTECH同种结构的水三相点容器进行比对.比对结果表明,不同来源的水三相点容器复现的水三相点值在±0.04mK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     

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)。     

环境对水三相点温度的影响

本文通过实验研究了环境对水三相点温度的影响。实验结果表明 ,当环境温度为 2 0 5℃ ,环境热辐射引起所测量的水三相点值偏高约 0 1 4～ 0 1 7mK ;热辐射对水三相点温度的影响随着热辐射强度的增强而增大 ;在高精度复现、准确测量水三相点时 ,用黑布罩住温度计及水三相点容器口 ,可以消除环境热辐射的影响。     

NIM水三相点瓶的制作

本文介绍了水三相点瓶的制作理论依据及制作过程，此外，将新制作的水三相点瓶与中国计量科学研究院保存最好的国际基准水三相点瓶进行了比对，并给出比对结果。     

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。     

不同来源的水三相点容器的比对

本文介绍了水三相点在开尔文热力学温度和ITS-90国际温标中的重要地位。重点介绍了麦克劳式水三相点容器内冰套的冻制方法及水三相点的复现。同时,NIM与ISOTECH同种结构的水三相点容器进行比对。比对结果表明,不同来源的水三相点容器复现的水三相点值在±0.04mK范围内一致。     

巧妙冻制水三相点瓶

水三相点作为90温标的定义固定点在标准铂电阻温度计分度中起着举足轻重的作用.水三相点冻制方法很多,笔者现根据多年工作经验,介绍一种快速高效的冻制方法.[第一段]     

新型水三相点瓶与国家基准水三相点瓶的比对

2 0 0 2年 1 1月由国际计量局组织的水三相点瓶的国际关键比对 (简称CCT -K7) ,中国计量科学研究院研制出新型结构的水三相点瓶。本文详细介绍了新型水三相点瓶 ,并将其与国家基准水三相点瓶进行了比对。同时 ,给出了比对结果。     

基于Scheil方程的微量杂质对锌凝固点相变温度影响的评估方法

微量杂质是影响ITS-90国际温标定义固定点复现的最主要的不确定度来源。从凝固理论出发,建立基于Scheil方程的评估微量杂质对凝固点相变温度影响的数学模型,以国家温度基准中的锌凝固点为对象,利用最小二乘拟合法拟合实验数据评估了杂质对其相变温度的影响,并通过化学分析对该方法的有效性进行了验证,结果表明,全部杂质综合结果使相变温度增加0.56mK,化学分析结果中Ag及Cu在锌中存在一定量级证明该方法的有效性,该方法相对于SIE与OME方法具有较好的应用前景。     

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。     

The Impact of Isotopic Concentration,Impurities, and Cell Aging on the Water Triple-Point Temperature

In 2005, the National Institutes of Standards and Technology (NIST) and Fluke’s Hart Scientific Division initiated a study to validate the isotopic correction algorithm applied to the realization temperature of triple point of water (TPW) cells. Additionally, the study quantified the impact of water sample impurities on the TPW cell realization temperature. For this study, eight TPW cells containing water of the same nominal isotopic concentration as Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) were used. Five of the cells were manufactured with fused-quartz envelopes and the remaining three with borosilicate envelopes. One TPW cell of each type was uniquely designed so that water samples could be periodically removed to analyze the isotopic composition and to monitor any changes in water purity with time and thereby correlate changes in composition with changes in realization temperature. The borosilicate TPW cells gave an average drift of −13 μK · yr⁻¹ and the more stable fused-quartz TPW cells gave an average drift of −2 μK · yr⁻¹.     

The Long-Term Drift of Triple-Point-of-Water Cells

As the triple point of water is of great importance for the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90) and for the definition of the unit of thermodynamic temperature, its long-term stability has attracted a great deal of attention. In a study of long-term stability, a mystery has been uncovered. Some triple-point-of-water cells remain stable for many decades, while others decrease with increasing age of the cells, which is called long-term drift. To investigate this mystery, we used cells with different manufacture dates ranging from 1974 to 2002 and compared their analyses, which were done in 1984 and 2003. Using the same model of long-term drift as that used by Hill, the long-term drift rates of the two data sets are –4.7 μK·year⁻¹ and –9.2 μK·year⁻¹, respectively. One is consistent with the observed depression of about –4 μK·year⁻¹ measured by Hill, whereas the other differs greatly from Hill’s result. In addition, corresponding factors influencing long-term drift are discussed in this paper.     

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...     

金属外壳水三相点容器

水三相点是ITS-90国际温标中最重要的定义固定点,其复现不确定度是传递到整个温标的.目前,通常采用不同的冻制方法在硼硅玻璃或石英水三相点容器内冻制均匀的冰套来复现水三相点.冻制过程中,由于在水三相点容器内生成冰桥,会造成容器的破裂.为了解决此难题,研制了金属外壳水三相点容器,利用高纯水自发相变原理,在液体槽内自动冻制...     

过冷水滴碰撞导线表面结冰机理的实验研究

导线覆冰是一种随机发生的自然现象,曾对电网的安全构成严重危害.目前人们对过冷水滴碰撞导线结冰过程机理认识尚不太清楚.文中对过冷水滴碰撞导线表面结冰机理进行了实验研究,通过对单一过冷水滴碰撞圆柱金属表面冻结的动态行为进行高速拍摄,揭示了该结冰过程形态特征,并从大量实验数据中分析得到了过冷水滴分别以2.2m/s和4.3m/s的速度撞击不锈钢、紫铜、铝等表面瞬时结冰边界条件的统计数据.同时还对过冷水滴流量从0.6滴/s到2.2滴/s,环境温度从-2℃～-8℃时导线覆冰增长动态过程影像及形态变化进行了研究和归纳分析.     

替代汞三相点的研究和新温标展望

从国际温标ITS-90的定义固定点中替代汞三相点,是全球禁止汞的商业交易公约实施的必然结果,也是国际温度计量领域的一个研究热点.要达到替代的目标,候选替代物三相点温坪的计量性能必须达到汞三相点的水平,替代物三相点的复现装置成本可接受、复现技术不复杂;汞三相点被替代后,必然引起温标结构的改变.针对上述问题,对国际温度计量...     

Isotopic Effects on the Temperature of the Triple Point of Water

An investigation into the effects of isotopic composition on the triple point temperature of water has been carried out at the National Institute of Metrology (NIM), China, since redefinition of the kelvin with respect to Vienna Standard Mean Ocean Water (V-SMOW) was officially proposed by the Consultative Committee for Thermometry (CCT) in 2005. In this paper, a comparison of four cells with isotopic analyses and relevant results corrected for isotopic composition, employing the isotope correction algorithm recommended by the CCT, is described. The results indicate that, after application of the corrections, the maximum temperature difference between the cells drops from 0.10 mK to 0.02 mK and that these cells are in good agreement within 0.02 mK. Also, temperature deviations arising from isotopic variations fall in the range from −55.9 μK to + 40.7 μK. We consider that the distillation temperature and degassing time of the production procedure lead to isotopic variations.