水銀フリー温度標準の実現に向けた熱力学温度に基づく新規温度定点の開発と評価

基于热力学温度的新温度固定点的开发和评估，以实现无汞温度标准

基本信息

批准号：
21K14543
负责人：
河村泰樹
金额：
$ 3万
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 Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度作製した高純度キセノンガスを用いた新規三重点セルを用い、キセノンの三重点を高精度に実現・評価したところ、実現の不確かさが0.33 mKと、水銀の三重点実現と同等の不確かさで実現可能であることを示した。また、開発したキセノンの三重点実現装置、二酸化炭素の三重点実現装置を用いて標準白金抵抗温度計(SPRT)を校正、電気抵抗の温度依存性を基準関数・偏差関数を用いて構築した水銀フリー温度目盛TCO2、TXeを評価した結果、既存の国際温度目盛T90との差TCO2-T90は最大でも0.15 mKである一方で、TXe -T90は最大で0.35 mKとなった。ただし、この差はT90の実現不確かさの範囲であることから、水銀フリー温度目盛は既存の国際温度目盛の代替として利用可能であることを明らかにした。本研究成果について、応用物理学で発表を行った。また、昨年度に国際計測連合世界大会(IMEKO2021)にて受賞した、SF6を用いた水銀フリー温度目盛についての招待論文が一報発行された(Y. Kawamura and T. Nakano, Non-uniqueness and propagating uncertainties of the temperature scale realized using the triple point of sulfur hexafluoride, Measurement;Sensors, 24, 2022, 100464)。一方で、水銀の三重点の代替候補のうちSF6の三重点、CO2の三重点の熱力学温度Tを、熱音響気体温度計(AGT)で計測することを目指している。本年度は低温高圧下でAGTを稼働させるためのシステムを作製し、そのテストを行った。

我们使用去年产生的高纯度氙气的新三点电池，以高精度实现并评估了三点氙气，并表明实现的不确定性为0.33 mk，这与汞的三点实现相当。此外，我们使用已开发的氙气三重点实现设备和二氧化碳三重点实现设备校准了标准的铂电阻温度计（SPRT），并评估了无汞温度尺度TXE TXE，这些温度尺度TXE是使用参考和偏离功能构建的，以确定电阻的温度依赖性。结果，现有的国际温度量表T90和TCO2 -T90之间的差异最多为0.15 mk，而TXE -T90最多为0.35 mk。但是，这种差异在T90的实现不确定性之内，因此揭示了无汞的温度尺度可以用作现有国际温度尺度的替代方案。这项研究的结果是在应用物理学中提出的。此外，发表了一份使用SF6的无汞温度量表的论文，该论文于去年在国际测量联盟（Imeko2021）上颁发（Y. Kawamura和T. Nakano，使用sulfurur Hexafleormide，Suselors，Sensureors，Sensury 32，Y. Kawamura和T. Nakano，非唯一性和传播的不确定性，对温度量表实现的不确定性。另一方面，目的是使用热声气体温度计（AGT）来测量SF6三重点和CO2三重点的热力学温度T和CO2的三重点。今年，我们制造了一个在低温和高压下运行AGT的系统，并对其进行了测试。