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。

当我们使用去年使用高纯氙气制作的新型三相点电池高精度实现和评估氙三相点时，实现不确定度为0.33 mK，相当于实现汞三相点的不确定度事实证明这是可能的。此外，我们使用开发的氙三相点实现装置和二氧化碳三相点实现装置校准了标准铂电阻温度计（SPRT），并使用标准函数和偏差函数构建了电阻的温度依赖性。在评估自由温标TCO2和TXe时，TCO2-T90与现有国际温标T90的差异最多为0.15 mK，而TXe -T90最多为0.35 mK。就变成了mK。但由于这一差异在T90的实现不确定度范围内，因此明确无汞温标可以作为现有国际温标的替代品。这项研究的结果发表在《应用物理学》上。此外，还发表了去年在国际计量联盟世界大会（IMEKO2021）上获奖的关于使用SF6的无汞温标的特邀论文（Y. Kawamura and T. Nakano，Non-uniqueness and propagatinguncertainties）使用六氟化硫三相点实现的温标，测量；传感器，24, 2022, 100464）。另一方面，我们的目标是使用声学温度计（AGT）测量 SF6 三相点和 CO2 三相点的热力学温度 T，它们是汞三相点的候选替代品。今年，我们创建并测试了一个在低温高压下运行 AGT 的系统。