声学气体温度计测量不确定度分析

声学气体温度计(AGT)是当前测量热力学温度最精确和应用最广泛的计量器具。该方法通过测量声学共鸣腔内的气相声速确定热力学温度,进而得到玻尔兹曼常数,从而实现国际温标开尔文的重新定义。声学气体温度计测量的关键技术包括气体纯度、腔体体积、声波及微波频率的测量。针对当前的研究成果,本文综述了其主要不确定度来源分析,并对未来低温区的精确测量做了展望。     

工质相变对低温谐振腔声速测量的影响分析

声学气体温度计是通过精确测量球型谐振腔内的气相声速,确定热力学温度应用最为广泛的计量器具。气体工质的相变是低温区声学气体温度计高精度测量系统不确定度的主要来源。本文基于热粘性流体动力学、热力学相变和理论声学基本方程,推导了气液混合工质对声速测量的影响公式,建立了声波波数计算模型,并进行了数值计算仿真和实例验证。拟合结果显示,气液混合物对于声速测量值的相对扰动不确定度0. 03 ppm,满足声速测量的要求。随着压强的增大,偏移量呈现缓慢减小的趋势,其中扰动值变化量分别在5. 4、3. 3 kHz时达到最大和最小。该方法计算结果精度较高,验证了其可行性。     

气体声学温度计的研究与进展

热力学温度是测量温度的基准,是国际上公认的最基本的温度。气体声学温度计是测量中低温区热力学温度最精确的方法之一,具有最小的测量不确定度。运用气体声学测温方法不仅可以精确测量热力学温度,还可以精确测定玻尔兹曼常数,从而实现对开尔文的重新定义。针对气体声学温度计测量热力学温度的相关研究工作,对气体声学测量热力学温度的研究进程进行了综述,总结介绍了气体声学测温的原理和技术,并对未来声学温度计的研究工作进行了展望。     

低温温度计标定装置的研制

国家大科学工程 HT- 7U托卡马克 (Tokamak)是一个全超导核聚变实验装置。装置主机由1 6个纵场 (TF)超导线圈和 1 2个极向场 (PF)超导线圈组成 ,分别采用 4.2 K和 3 .8K超临界氦迫流冷却。选用新型低温温度计 Cernox测量超导线圈系统的温度。文中介绍低温温度计标定装置的研制和温度计 Cernox的标定结果。     

硅二极管低温温度计性能实验与分析

主要介绍了一款硅二极管温度计以及其配套干、湿式低温测试系统,对其灵敏度、互换性、测温精度、重复性等进行实验,并拟合了标准特性曲线。结果表明：互换性温差低至±0.2 K@4 K;低温下灵敏度最高可达-38 mV/K;测温精度<12 mK@77 K;适合低温下的测温应用。     

声学实验及部分声学量的测量

根据超声波在损耗介质中的淮驻波效应，对声速测量实验的内容进行了重新设计，丰富了机械波实验的内容和实验数据处理手段。     

基于G-M低温制冷机的低温温度计标定系统

设计和搭建了一套5.2—300K温区的温度计标定系统,以G-M制冷机为冷源,进口已标定温度计为定标源,对Cernox负温度系数温度计、硅二极管温度计、PT100铂电阻温度计等进行了标定,获得了其温度特性曲线并进行对比,分析了标定误差,发现该系统具有较高的标定精度,所标定的温度计在其有效温区内能达到±15mK以内的不确定度,与定标源温度计处于同等量级。     

低温温度计标定装置中测量引线传热分析

介绍了低温温度计标定装置中的热沉问题;建立了数学模型;找出了计算与热沉接触电引线长度的方法;并给出了实例计算。为解决低温装置中的热沉问题提供了理论依据。     

气体温度计的教学

自从伽利略创制出温度计以后,温度就不再只是一个主观感觉,而成了一个客观的物理量.伽利略制作的第一个温度计是气体温度计,气体又是新课标选学内容,气体温度计的原理、刻度、误差、校对、修正等是选修3-3教学中应当补充的内容.     

CERNOX CX-SD低温温度计使用方法

随着超导技术的飞速发展,超导装置运行过程中极低温测量技术成为一个重要的研究课题.国际上发展了许多特殊的温度测量方法,以精确测量绝对零度附近mK甚至μK量级的温度,同时对于需要具有较大温度变化范围的温度测量,例如从室温到绝对零度附近的温度测量也开发出了性能优越的温度计.在超导托卡马克核聚变实验装置的设计运行过程中,美国L...     

铑铁电阻温度计低温性能测试

针对一种商用铑铁电阻温度计进行了低温下的工作性能研究。对传感器进行了常温和液氮温度下的两点校正,校正结果验证了厂商提供的电阻温度拟合关系式。另外,还对该铑铁传感器连续进行了三次热循环实验。实验前,传感器的液氮温度稳定性优于20mK,而在实验后其温度稳定性优于30mK,满足工程应用的要求。所有实验结果表明,该铑铁电阻温度计性能可靠稳定,为其在超导磁体系统中的进一步应用提供了基础。     

一种低温气体分离回收方法研究

介绍了一种适合于分离氦气中微量Kr、Xe、H2及其同位素的方法。对比了不同分离方法的特点,并最终采用低温分凝法来分离混合气体。设计了分离的流程及温度、压力等物理参数,通过分析和计算,确定了在合适温度下,可以分离提取出混合气体中的杂质气体,实现最终尾气中杂质气体所要求的浓度指标。并得出最终混合气体杂质浓度只与进气压力和冷冻温度有关的结论。     

Ultra-sensitive cryogenic thermometer based on an array of the SIN tunnel junctions

A novel concept of an ultra-sensitive thermometer based on a series array of superconductor–insulator–normal (SIN) tunnel junctions has been proposed. The array helps to improve matching with an amplifier proportionally to the number of junctions. There is no fundamental limit for total noise and the main limitation is electron–phonon noise of the normal island reverse proportional to volume of the normal metal.     

低温光学系统漏热测试方法及试验研究

低温组件的漏热量准确测试对低温光学系统的设计有着重要影响。以工作温度为200K的干涉仪光学组件为研究对象,建立了一套漏热测试方法和热控方案,简化了辐射换热计算过程,通过对热真空试验数据的分析计算出了各项漏热值,分析了影响漏热的主要因素和主要漏热部位,给出了减小系统漏热的改进方案。     

绝热材料低温热导率测试系统设计及试验研究

设计了一套绝热材料低温热导率测试系统。该系统以G-M制冷机为冷源,采用稳态轴向热流法对G10材料的热导率进行了试验研究。结果表明:该系统使用温区广,在4K~300K之间;通过测试两种不同尺寸样品的热导率,得到测试误差在2.9%以内,说明了该系统对绝热材料热导率的测试是可实现重复性的。利用该低温热导率测试系统可对其他不可压缩绝热材料的热导率进行测量。     

激励电流对MF5602型低温热敏电阻性能的影响

在20 K-50 K温度范围内研究了测量激励电流对新工艺生产的MF 5602型低温热敏电阻温度计的影响.结果表明:新工艺生产的MF 5602型低温热敏电阻温度计受工作激励电流影响大,应根据测量要求选用不同精度等级的恒流源用恒流源法进行测量.     

改进的荧光光纤温度计系统

提出了完全对称的双光路补偿结构形式——恒温差分法双光路补偿结构，给出了该系统的数学模型，并应用于实际荧光光纤温度计系统，初步的实验测试结果表明系统输出信号与被测温度呈现很好的线性关系。