高温钨铼热电偶校准分析

介绍了钨铼热电偶校准装置以及钨铼热电偶的制作、安装、标准器和仪器设备的使用方法和注意事项,以立式高温检定炉作热源,光电高温计作为标准,对钨铼热电偶进行校准。根据校准过程中的影响因素,对测量结果进行不确定度分析,通过实验结果分析在1 500~2 300℃温度段校准结果的相对不确定度在0.6%t以内。     

1500~2300℃高温热电偶校准中关键影响因素分析及试验

介绍了高温热电偶校准炉原理及其结构,对校准过程中钨管膨胀和石英窗口等关键影响因素进行了研究,并通过B偶、PtRh40-PtRh20、Ir40Rh-Ir、钨铼等高温热电偶进行了试验验证。实验结果表明高温热电偶校准炉重复性良好,可用于1500~2300℃氧化和还原气氛下各种高温热电偶的校准。     

300～1500℃钨铼热电偶校准结果不确定度分析

钨铼热电偶适用于还原性气氛,广泛应用于冶金、建材、航天、航空及核能等行业,可以部分取代贵金属热电偶,是高温测量领域中很有前途的测温材料。为了保证在工业领域钨铼热电偶测温的准确性,需要对其进行不同温度段的校准。本文主要介绍300～1500℃钨铼热电偶的校准方法,并对校准结果进行不确定度分析。     

适用于氧化性介质的钨铼热电偶

用热电偶在氧化性介质中测量高温有很大的困难。最适合于氧化性介质的铂铑-铂热电偶只能用至1600℃。其它贵金属和合金,例如:铱、铱钌、铱铑合金等制成的热电偶热电势均较低,而且很不稳定,价格也极其昂贵。不同含铼量的钨铼合金制热电偶可供测温至2400℃,但它只能在真空或还原性介质中使用,由于钨在高温下与氧发生活性互反应,故这种热电偶不适于在氧化性介质中应用。实验表明,如果将热电偶的工作端敷一层铱保,护层(见附图),其未用铱保护的偶丝部分装在耐火陶瓷管内,则钨铼合金热电     

1500～2300 ℃高温热电偶校准及数据分析

分析了高温热电偶校准炉与钨管炉测试原理及其结构，着重对分度方法进行研究，通过B偶、PtRh40-PtRh20、Ir40Rh-Ir、钨铼等高温热电偶在高温区分度实验，列举分析了该系统通过实验得出的在1500～2300 ℃温度范围内的各项修正值数据。实验结果表明，高温热电偶校准炉重复性好，可用于1500～2300℃氧化和还原气氛下各种高温热电偶的校准。     

钨铼热电偶用高温套管补偿导线研究

为了满足国内钢水连续测温和其它高温环境需要而研制的一种新型测温材料,它适用于周围环境温度为0—500℃范围内作为钨铼5—钨铼20热电偶的补偿导线、供冶金、军工、科研等部门测量温度之用。由于目前国内所有的补偿导线仅局限于0—150℃环境温度下使用,高于该温度不论在导线的外护套,还是其热电特性都达不到要求。因此为获得一种符合钨铼5—钨铼20热电特性的合金材料,对一系列铜镍合金的热电特性进行了研究,从中得到了一种新型的导线材料,其正极为Ni12,负极Ni28的铜镍合金,配对后所产生的热电势在0—500℃范围内完全可     

同名极比较法在钨铼热电偶丝热电势检测中的应用

文章对同名极比较法在快速测量钢液温度用钨铼热电偶丝热电势检测中的应用进行了探讨。结果表明:同名极比较法适用于钨铼热电偶丝的热电势检测,具有工作效率高、检测成本低、操作简单及测试环境要求低等优势,建立微差热电势数据库后,可以提高钨铼热电偶丝精度等级和配对效率。     

高性能钨铼热电偶材料及补偿技术研究

文章介绍了高性能钨铼热电偶材料制备方法,分析了钨铼热电偶材料热电特性影响因素及其补偿方式,通过EDS、SEM等分析手段,对微量元素分布、材料微观组织等进行表征,探讨了微量元素分布及微观组织与热电特性的关系,同时分析了钨铼热电偶补偿温度对测温精度的影响,该热电偶材料制成的快速偶头现场测试结果显示其稳定性可控制在±3℃以内,具有良好的测温可靠性。     

高性能钨铼热电偶材料及补偿技术研究

介绍了高性能钨铼热电偶材料制备方法,分析了钨铼热电偶材料热电特性影响因素及其补偿方式,通过EDS、SEM等分析手段,对微量元素分布、材料微观组织等进行表征,探讨了微量元素分布及微观组织与热电特性的关系,同时分析了钨铼热电偶补偿温度对测温精度的影响,该热电偶材料制成的快速偶头现场测试结果显示其稳定性可控制在±3℃以内,具...     

稀土改性对钨铼5/20热电偶材料性能的影响

文章介绍了稀土改性钨铼5/20热电偶材料制备方法,分析了钨铼热电偶材料性能影响因素,通过EDS、SEM等分析手段,对微量元素分布、材料微观组织等进行表征,探讨了稀土元素改性对WRe5/20热电偶材料力学、电学以及热电性能的影响规律。该热电偶材料热电性能测试结果显示其测温允差小于0.5%t,具有良好的测温精度和可靠性。     

铯、钠热管标准黑体辐射源研制及性能评价

介绍了中国计量科学研究院研制的270～1 000 ℃标准黑体辐射源,其中包括270～600 ℃铯热管黑体源和500～1 000 ℃钠热管黑体源、温度标准器和数据采集系统。对铯、钠热管标准黑体辐射源进行性能测试,包括三段控温管式炉温场均匀性,黑体辐射源控温稳定性,黑体空腔轴向温度均匀性,黑体空腔口部辐射温度均匀性和热管测温孔内温度均匀性等。铯、钠热管标准黑体辐射源在整个温度区域内合成标准不确定度为0.09～0.13 ℃（k=2）。     

0.9μm光电高温计应用单固定点延伸和多固定点内插的分度方法比较

单固定点延伸和多固定点内插是光电高温计的两种常用分度方法。针对新研制的0.9μm光电高温计进行了这两种分度方法的比较研究。在500~1800℃测温范围内,利用高温黑体炉作比较源,在整百度点与标准光电高温计进行量值验证,结果表明这两种分度方法的温度示值一致性优于0.2℃,与标准值的误差最大不超过0.6℃。两种分度方法的不确定度分别评估为0.2~1.3℃和0.2~0.8℃,k=2。相对于必须测量高温计光谱响应度及其响应度非线性的单固定点延伸方法,多固定点内插法简单并易操作,且不确定度可保持较优水平。该方法无论作为光电高温计的出厂分度还是周期示值校准,均可为大多数温度校准实验室提供参考。     

多区加热热电偶检定炉的温场研究

针对在热电偶检定过程中使用传统的检定炉用均温块所导致的控温滞后、恒温时间长、漏电及炉管弯曲等问题,研制出不用均温块温场也能满足相关规范要求的多区加热检定炉,以提高检测效率.根据JJF 1184-2007《热电偶检定炉温度场测试技术规范》对用均温块的传统单区加热检定炉与不用均温块的多区加热检定炉的温场分别进行测试;再用热...     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

聚合酶链式反应分析仪温度校准系统

针对聚合酶链式反应(PCR)仪温度校准的需求,提出一种热敏电阻的封装方法,研制出基于热敏电阻传感阵列的PCR仪温度在线校准系统,并进行了实验验证。结果表明:研制的PCR仪温度校准系统的均匀度不大于0.15℃,示值误差绝对值不大于0.06℃,示值误差的扩展不确定度优于0.07℃ (k=2)。利用研制的温度校准系统对PCR仪进行了温度校准,获得了校准PCR仪的示值误差、均匀度和升、降温速率等参数。     

100～400K真空红外亮温标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的100~400K真空红外亮温标准黑体辐射源的工作原理、结构、性能测试方法及测试结果。黑体辐射源通过液氮制冷与3温区控制实现了100~400K范围内的温度控制。在真空环境下,测试了其在温度范围100~400K轴向温度均匀性、底部温度稳定性等技术指标,结果表明均匀性优于0.120K,控温稳定性优于0.020K/20min;在室温大气环境下,利用基于控制环境辐射的发射率测量方法测量了黑体空腔发射率,空腔法向发射率为0.9998。采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法分析轴向温度均匀性对空腔发射率的影响,分析了标准黑体辐射源的不确定度来源,在8~16 μm波长亮度温度的合成标准不确定度优于0.030K。     

关于换热器的低温黑体辐射源

介绍一种工作在-80℃～+100℃的基于换热器的新型低温标准黑体辐射源的设计和其发射率的计算.这种黑体辐射源采用液体恒温槽均温致冷和采用气帘隔离法消除低温凝露和结霜,黑体空腔形状为圆锥圆柱型,锥角为120°,空腔内径50mm,腔长为300mm,控温稳定性优于±0.05℃/30min.理论计算的黑体空腔有效发射率为0.998(保留小数点后三位),比对实验测量得到的有效发射率为0.997(保留小数点后三位),二者接近一致.     

中温区真空标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的中温区真空标准黑体辐射源的结构设计,工作原理,测试结果和不确定度评定.黑体辐射源工作温度范围为320～500 K,黑体空腔开口直径为50 mm,空腔深度为260 mm,表面喷涂了耐高温漆,空腔发射率优于0.999.真空环境下测试了黑体在335～500K温度范围内的轴向温度均匀性,温度稳定性...     

应用高温固定点校准精密光电高温计

通过复现温度间隔相近的3个高温固定点黑体,可以实现0.65 μm高温计在900～2 500 ℃、0.9 μm 高温计在600～2 000 ℃范围内的内插,不确定度最好水平分别达到0.3～1.2 ℃和0.3～0.6 ℃(k=2)。通过其他非分度固定点黑体和高温变温黑体的验证,2种波长高温计与高温基准温标的一致性优于0.1 ℃。应用高温固定点可以满足精密光电高温计接近国际最高水平的校准,提升高温校准的不确定度水平。     

Research on H500-Type High-Precision Vacuum Blackbody as a Calibration Standard for Infrared Remote Sensing

Based on the calibration requirements of vacuum low background aerospace infrared remote sensing radiance temperature, a high-precision vacuum blackbody (H500 type) is developed for the temperature range from ??93 °C to +?220 °C at the National Institute of Metrology, China. In this paper, the structure and the temperature control system of H500 are introduced, and its performance, such as heating rate and stabilization of temperature control, is tested under the vacuum and low-background condition (liquid-nitrogen-cooled shroud). At room temperature and atmospheric environment, the major technical parameters of this blackbody, such as emissivity and uniformity, are measured. The measurement principle of blackbody emissivity is based on the control of surrounding radiation. Temperature uniformity at the cavity bottom is measured using a standard infrared radiation thermometer. When the heating rate is 1 °C min^?1, the time required for the temperature to stabilize is less than 50 min, and within 10 min, the variation in temperature is less than 0.01 °C. The emissivity value of the blackbody is higher than 0.996. Temperature uniformity at the bottom of the blackbody cavity is less than 0.03 °C. The uncertainty is less than 0.1 °C (k?=?2) over the temperature range from ??93 °C to +?67 °C.