音響気体温度計を用いた新SI定義に基づく高温温度標準の構築

使用声学气体温度计构建基于新 SI 定义的高温标准

基本信息

批准号：
21H01346
负责人：
Widiatmo Januari
金额：
$ 11.23万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01346/
关键词：
熱力学温度測定

项目摘要

本研究では、これまで開発してきた、熱力学温度を高精度に測定可能な音響気体温度計の作製技術を活用し、測定範囲を高温領域まで拡張した高温用音響気体温度計の開発、および、その測定システムの構築を行っている。2022年度は、材質にステンレス（SUS316L）を用いた音響気体温度計の擬球形共鳴器を新規に設計・製作した。当新規共鳴器を高温域で使用するため、また、共鳴器自体と音響媒体として導入する単原子分子ガスを封入するために、圧力容器の設計・製作を実施するとともに、封入ガスの温度・圧力を供給・制御するためのシステムを構築した。新規設計・開発した共鳴器については、室温付近において動作テストを実施して電磁波共振モードの分離を観測し、正常に動作することを確認した。本音響気体温度計はコンデンサー型マイクロフォーンを送信用および受信用として用いることで音響共鳴を実現し、音速を測定して熱力学温度を決定するものである。本年度は150 ℃までの高温域で使用可能なコンデンサー型マイクロフォーンを準備し、新規に開発した音響プラグおよび新規の音響機器を用いて動作テストを実施して、性能確認を行った。共鳴器の有効半径の測定には、共鳴器に送信用および受信用アンテナを設置して電磁波共振を実現させる手法を用いている。本年度は、高温域用に開発した電磁波プラグに2種類のアンテナを設置して動作テストを行った。拡張した温度範囲での高精度な温度測定のために、ロングステム型およびカプセル型の2種類の標準白金抵抗温度計（SPRT）を準備し、1990年国際温度目盛（ITS-90）に従い、水の三重点およびインジウムの凝固点において校正を行った。

这项研究利用了先前开发的技术来制造声气温温度计，可以高精度测量热力学温度，并正在开发高温声音气体温度计，测量范围扩展到高温范围，并为此构建测量系统。在2022财政年度，我们设计和制造了使用不锈钢（SUS316L）作为材料的伪式谐振器，用于声气温度计。为了在高温范围内使用这种新的谐振器，并将谐振器本身和作为声学介质引入的单原子气体封闭，设计和制造了压力容器，并构建了一个系统来供应和控制所包封的气体的温度和压力。新设计和开发的谐振器在室温的温度下进行操作，以观察电磁共振模式的分离，并确认其正常运行。声气温度计使用电容器型麦克风进行传输和接收以实现声学共振，并测量声速以确定热力学温度。今年，准备了可在高达150°C的高温中使用的电容器型麦克风，并使用新开发的声学插头和新的音频设备进行操作测试以确认性能。为了测量谐振器的有效半径，通过在谐振器上安装和接收天线来实现电磁共振。今年，我们在用于高温和进行操作测试的电磁波塞上安装了两种类型的天线。为了在延长温度范围内进行高精度的温度测量值，准备了两个标准的铂电温度计（SPRT），长茎类型和胶囊类型，并根据1990年国际温度量表（ITS-90）在水和insium冻结点的三重点和鉴别冻结点进行校准。