差分飞行时间法精密测量高压液体声速的研究

基于差分飞行时间法建立了一套可直接测量高压液体声速的实验装置,自主设计和研制了双超声腔体,建立了精密声速测量系统、高压液体充注系统、精密压力和温度测量系统以及数据采集和分析系统。在此系统上,开展了303～353K,压力高至10MPa的纯水声速测量研究,声速测量相对标准不确定度为0.018% (k=1),纯水声速测量结果与国际标准状态方程及已有实验数据具有良好的一致性。研究成果为后续开展其他液体如海水、新型燃料等工质的精密声速测量奠定了基础。     

可变温的固体材料弹性参数测量系统研究

基于超声共振频谱法原理,研制了可在变温条件下工作的超声共振频谱法测量系统,包括超声传感器、声学发射和接收系统、恒温系统以及数据采集和分析系统。在常温下分别测量了3种不同能量品质因数（Q值）的固体材料的弹性参数,分析了影响测量准确性的因素,测量的共振峰匹配误差（RMS）可小于0.04%,与国外先进商业仪的测量结果有良好的一致性。在此基础上,测量了轴承钢（9Cr18）从293 K至353 K的弹性参数,获得了轴承钢材料的等温压缩系数随温度变化的关系。该系统具备扩展测量温度范围的能力,所采用的超声共振测量元件,使得系统不做任何改动,在防氧化的保护气氛下,可将测量温度上限扩展至500 K;对超声信号激励和接收方式做相应改变,可扩展至更高测量温度。     

激光闪光法测量材料热扩散率国际比对的实验研究与分析

本文介绍了在中国计量科学研究院激光闪光法热导仪上,根据国际计量委员会温度咨询委员会（OCT）第九工作组WG9,关于材料热物性研究比对的要求,分别对WG9提供的5个不同厚度的Armco Iron和Isotropic Graphite样品,进行了热扩散率的测量和结果分析研究,以及实验结果的不确定度分析评估。根据分析实验中发现的问题,对进一步改进现有的激光闪光法装置提出了建议。     

CO的第二泛频(3←0)跃迁谱线线形强度测量研究

CO分子是监测大气污染气体的优异示踪气体,要实现对CO分子实时监控就需要做到对气体浓度的精确快速测量。气体分子浓度测量可以利用测量吸收光谱和谱线线形强度得到,CO的(3←0)泛频谱带是吸收较弱的跃迁波段,利用以干空气为缓冲气体的200μmol/mol的CO混合物,基于稳频的光腔衰荡装置测量了在温度293K、压力13~93kPa下的CO分子R支3条跃迁谱线的吸收光谱。HTP(Hartmann-Tran profile)线形被用来获得这些谱线的线形强度,测量结果的相对标准不确定度优于1%,与国际HITRAN、HITEMP和GEISA光谱数据库比较,相对偏差小于4%。     

镍基涂层钢管金相分析与弯曲强度测试

在锅炉钢管表面制备了镍基合金喷焊防护层,利用OM、SEM、EDS、TEM等仪器观察分析,结果表明:涂层与基材形成冶金结合,涂层内基体相为γ-Ni固溶体,针状Cr的碳化物周围有大量位错组织,针状相在γ-Ni固溶体内形成弥散强化,喷焊层弯曲强度高达675MPa左右,弯曲后喷焊层脆性断裂,锅炉钢管基材及结合层没有裂纹.     

变频器的时延测量方法

在无线电高精度测距系统中,对变频器进行准确的时延测量具有很重要的意义。对频率变换器件时延特性的把握无疑决定了测距的精度。阐述了时延的概念以及时延的测量方法,重点分析了基于矢量网络分析仪的2种测量方法。提出分析了一种基于时延测量设备,利用高速示波器进行准确的变频器时延测量方法,分析了该测量方法的性能。实践证明该方法切实可行,可以提高变频器时延测量的准确度。     

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％.     

近临界区二氧化碳声速的精密测量研究

基于圆柱声学共鸣法原理,开展了303.10～303.18 K,压力从3.855 MPa至7.534 MPa的近临界区CO2测量研究。二氧化碳声速测量的相对标准不确定度结果为:当压力低于7.1 MPa时为0.035%,当压力高于7.3 MPa时为0.15%。与CO2国际标准状态方程计算得到的声速相对偏差分布在0.005%～-0.4%范围。所获得的测量结果可为CO2国际标准状态方程的改进提供重要数据来源,建立的实验系统和方法可用于更宽广温区CO2及其他工质的声速精密测量研究。     

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488 K至806 K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。     

石墨烯及其复合材料导热系数测量的研究进展

石墨烯是当下材料学研究的热点和难点,其优越的导热性能,超越了绝大多数的材料,具有广泛的运用前景。近10年来,石墨烯产业的快速发展对其导热系数准确测量的需求越来越迫切。对石墨烯及其复合材料的定义、制备方法和在散热上的应用进行了综述;介绍了传统的导热系数测量方法,以及适用于石墨烯导热系数测量的激光闪光-拉曼光谱法和电热微桥法,对比了部分文献报道的石墨烯导热系数测量值;对熔融注塑法制备的还原氧化石墨烯和聚丙烯复合材料样品的导热系数和热扩散系数进行了测量,从热扩散系数测量结果发现其导热性能存在严重的各向异性;根据测量研究进展指出当前石墨烯及其复合材料导热系数测量存在的问题,并分析了导致这些问题的原因;最后,对石墨烯及其复合材料导热系数测量的研究进展进行总结和展望。