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.     

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。     

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)。     

新型水三相点瓶与国家基准水三相点瓶的比对

2002年11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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

VSMOW Triple Point of Water Cells: Borosilicate versus Fused-Quartz

To investigate an ideal container material for the triple point of water (TPW) cell and to reduce the influence to the triple-point temperature, due to the deviation of the isotopic composition of the water, both borosilicate and fused-quartz glass shelled TPW cells with isotopic composition substantially matching that of Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) were developed and tested. Through a specially designed manufacturing system, the isotopic composition, δD and δ¹⁸ O, of the water in the TPW cell could be controlled within ±10‰ (per mil) and ±1.5‰, respectively, resulting in control of the isotopic temperature correction to better than ± 8 μK. Through an ampoule attached to the cell, the isotopic composition of the water in the cell could be individually analyzed . After manufacture, the initial triple-point temperatures of the two types of cell were measured and compared to assess the quality of the cells and manufacturing process. Cells fabricated with the new system agree within 50 μK. Two innovatively designed borosilicate and fused-quartz TPW cells were made, each with six attached ampoules. One ampoule was removed every 6 months to track any changes in purity of the water over time.     

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。     

Vapor Pressure of Water at Its Triple Point

The vapor pressure of water at its triple point was measured with exceptionally high accuracy by realizing it with a special apparatus and measuring the pressure with the NBS precision mercury manometer. The vapor pressure apparatus had a system for circulating the liquid water. Actual triple point conditions were established with a thin sheet of freshly distilled liquid flowing down over an exposed mantle of ice frozen on a vertical well. This technique reduced non-volatile contaminants and the vapor was repeatedly pumped to remove accumulated volatile contaminants. A diaphragm pressure transducer was used to separate the water vapor from the helium used to transmit the pressure to the manometer. The value found for the vapor pressure of water at its triple point was 611.657 Pa with an uncertainty of ± 0.010 Pa from random errors, computed at 99 percent confidence limits. The systematic errors are estimated to be insignificant relative to the random errors.     

水三相点瓶自动冻制保存装置复现性研究

介绍了型号为CIMM-TH-0230的水三相点瓶自动冻制保存装置,对该装置进行水三相点温坪复现性研究,并考核装置的各项指标。实验结果显示:该装置冻制的水三相点的温坪在48 h内变化不大于0.2 m K,复现性小于0.04 m K,稳定性优于0.5 m K,不同瓶子之间复现的温度差值不大于0.4 m K。试验数据表明该装置非常适合水三相点瓶的自动冻制、保存与复现。     

SF6及CO2三相点替代Hg三相点内插方法可行性探究

在不改变90国际温标内插方程形式的基础上,针对83.8058 K到273.16 K温区,分析了六氟化硫(SF6)和二氧化碳(CO2)三相点替代汞(Hg)三相点后,导致的内插方程变化带来的温度偏差以及传播不确定度变化规律.研究结果表明:SF6和CO2三相点替代Hg三相点后,该方程在该温区仍具有适用性;在复现不确定度相同的...     

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...