一种准绝热的微型镓相变固定点装置和测量方法制造方法及图纸

技术编号:14195774 阅读:146 留言:0更新日期:2016-12-15 15:55
本发明专利技术公开一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其包括:恒温水槽,其中放置有恒定温度的水;外筒,所述外筒浸没在所述恒温水槽中;在所述外筒内设置有至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计,所述至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计设置于传热块中,在所述传热块上进一步设置有加热组件。本发明专利技术还提供了一种准绝热的微型镓相变固定点装置的测量方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种相变固定点装置,特别是涉及一种准绝热的微型镓相变固定点装置和测量方法
技术介绍
温度是表示物体冷热程度的物理量,是七个国际基本单位之一,而用来量度物体温度数值的标尺称为温标。现行温标为ITS-90国际温标,以一系列金属、非金属纯物质在一定压力下平衡相变温度定义为固定点,相变固定点作为国际单位的基准点,具有温度复现性好和不确定度小等突出优势。这些固定点的温度值是由国际上公认的最佳测量方法测定的,是最接近热力学温度的值。中国计量科学研究院作为国家计量院建立、保存和维护国家量值基标准。因此,建立了一系列相变固定点和固定点黑体,用于接触测温和辐射测温的量值基准。为了解决高精度的温度定标需求,将ITS-90定义相变固定点应用于现场成为一种发展趋势。如在气候变化监测领域,由于气候变化是一个长期缓慢的变化过程,要求测量精度极高。世界气象组织和美国NASA在相关报道中提出,对于热辐射亮度和海洋表面温度数据,要求0.1K的不确定度和每十年0.04K的稳定性,这就需要星载黑体的温度不确定度优于0.045K。航天热红外遥感测量仪器是天基对地观测系统的重要观测手段,而高精度的星载定标系统,对于保持红外观测仪器高稳定性和高精度的观测水平具有决定性的作用。而星载定标系统一个突出的问题就是发射入轨后,量值无法计量和校准。
技术实现思路
本专利技术提出一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其将相变固定点应用于天基对地观测系统,实现高定量化对地观测。本专利技术公开一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其中,一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其包括:恒温水槽,其中放置有恒定温度的水;外筒,所述外筒浸没在所述恒温水槽中;在所述外筒内设置有至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计,所述至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计设置于传热块中,在所述传热块上进一步设置有加热组件。其中,所述加热组件为加热膜。其中,在所述外筒内设置有三个微型镓相变固定点。其中,在所述外筒内设置有三个铂电阻温度计。其中,所述微型镓相变固定点包括不锈钢外壳。其中,所述微型镓相变固定点中盛放镓的质量为2-6g。本专利技术还提供了一种准绝热的微型镓相变固定点装置的测量方法,其采用所述的微型镓相变固定点装置,其步骤包括:(1)设定恒温水槽温度为302.89K,略低于微型镓相变固定点的相变温度,对处于室温状态的传热块进行加热;(2)对所述外筒抽真空,以达到准绝热测量环境,通过加热组件对传热块进行小功率加热,使传热块温度缓慢上升;其中,在测量完成后,对镓进行快速降温凝固,等待下一次测量。本专利技术建立了准绝热系统来测量和研究微型固定点的相变温坪特性,采用准绝热测试系统进行测量,与传统上作为国际温标基准的固定点相比,本专利技术的微型镓相变固定点有效避免环境温度变化对测量结果造成干扰,使测量结果更加精确可靠。附图说明图1为本专利技术的微型相变固定点结构示意图;图2为本专利技术的传热块的结构示意图;图3为本专利技术的准绝热的微型镓相变固定点装置示意图;图4为本专利技术的微型镓相变固定点相变温坪曲线图;图5为本专利技术的不同加热功率的测量曲线示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术,下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明,本领域技术人员应当理解,下述的说明只是为了便于对专利技术进行解释,而不作为对其范围的具体限定。图1所示为本专利技术的微型相变固定点结构1,其包括外壳2,所述外壳2由不锈钢或其它合金材料制成,所述外壳2包括侧壁和底壁,在所述侧壁上具有环形凸沿;所述外壳2具有内部容置空间,在所述容置空间内设置有腔套3,所述腔套3优选为采用聚四氟材料形成的聚四氟腔,所述腔套3的开口处与封盖4配合,优选所述封盖4采用聚四氟材料形成,所述封盖4一端具有第一尺寸,另一端具有第二尺寸,所述第一尺寸大于所述第二尺寸,所述第二尺寸小于腔套3的内径,所述第一尺寸大于所述腔套3的外径,所述封盖4包括封帽和封杆,所述封帽具有第一尺寸,所述封杆具有第二尺寸,所述封帽覆盖所述外壳2 的端口。聚四氟腔套3与聚四氟封盖4密封配合形成有容纳空间。在所述容纳空间内部封装相变物质5。其中,外壳采用不锈钢材料是为了保证固定点装置良好的导热性能和较高的强度;为了避免盛装固定点相变介质的容器材料对相变介质造成影响,在不锈钢外壳里面加入一层很薄的聚四氟乙烯层,可以有效避免相变介质与不锈钢外壳的直接接触,因此,腔套3的厚度很薄;相变物质5灌注在聚四氟腔套3中,使用聚四氟乙烯盖4对容器密封并将外部接触间隙用导热硅胶密封。优选整个固定点结构的外形与传热块的插槽设计为螺纹配合,螺纹处涂有导热硅脂,保证热传导性能良好。由于镓特殊的物理特性,其固态密度大于液态,因此,本专利技术在将相变介质镓灌注在聚四氟腔套中之前,需根据聚四氟腔的容积对镓的质量做精确计算,在灌注时留有空余,保证液态镓向固态转变时有膨胀空间。本专利技术所用的微型相变固定点装置盛放镓的质量为2-100g,进一步优选为2-10g或2-6g,根据不同的容置空间大小,可采用4.5g或5g等质量,所述镓的纯度为99.999%以上。图2所示为本专利技术的传热块6的结构示意图。传热块6是将固定点相变温度传递给测量所用的铂电阻温度计的关键设备,所述传热块以为一体式结构或组装式结构,优选所述加热块6由整块材料加工而成,所述传热块6包括圆柱形主体,以及从圆柱形主体的一个端面延伸出的凸部7,优选圆柱形主体的两个端面上均具有延伸的凸部。在所述传热块6的圆柱形主体的外侧壁表面上贴有加热膜8,所述加热膜8环绕所述圆柱形主体的外壁,保证加热的均匀性。在所述传热块6的圆柱形主体上设置有插槽,在所述插槽的底部设置有螺纹,所述插槽围绕圆柱形主体均匀分布,考虑微型相变固定点的安装位置和铂电阻温度计的安装位置,并结合实际应用,根据具体的需要可以设置两个以上的固定点安装位置和两个以上的铂电阻温度计安装位置交替排列,具体如图2所示,优选可设置三个固定点安装位置和三个温度计安装位置,其中,固定点位置和温度计安装位置交替排列,作为进一步的改进可以设置四个固定点安装位置和四个温度计安装位置,在所述固定点位置所在的插槽处放置有微型相变固定点结构1,在所述温度计安装位置所在的插槽中设置有温度计阱9。测量时微型相变固定点结构和温度计安装在传热块底部对称位置,所述传热块具有很好的导热和均温性能,保证了传热块温场均匀且稳定性好,优选所述传热块为高纯度铜或其他导热性能好的材料,以便使高精铂电阻温度计精确测量到微型相变固定点的相变温坪曲线。图3所示为本专利技术的准绝热的微型镓相变固定点装置,所述准绝热微型镓相变固定点 装置包括恒温水槽10,在所述恒温水槽内设置有水,在所述恒温水槽10内设置盛放所述传热块6的外筒11、所述外筒11与端盖12配合形成用于容置传热块6的空间,优选所述外筒11为真空杜瓦腔,所述端盖12为杜瓦盖,所述外筒11浸没在所述恒温水槽10中,在所述外筒11的底部设置有支撑件13,所述支撑件13上表面具有向下的凹部,所述凹部与位于传热块6的圆柱形主体下端的凸部7相配合,从而通过支撑件13将传热块6固定在外筒1内部,可以起到防止传热块6晃动的作用。在传热块6的上盖设置有定位件14,所述定位件的下表面具有向上延伸的凹部,所述凹部与位于传热块6的圆柱形主体上端的凸部本文档来自技高网...
一种准绝热的微型镓相变固定点装置和测量方法

【技术保护点】
一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其包括:恒温水槽,其中放置有恒定温度的水;外筒,所述外筒浸没在所述恒温水槽中;其特征在于:在所述外筒内设置有至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计,所述至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计设置于传热块中,在所述传热块上进一步设置有加热组件。

【技术特征摘要】
1.一种准绝热的微型镓相变固定点装置,其包括:恒温水槽,其中放置有恒定温度的水;外筒,所述外筒浸没在所述恒温水槽中;其特征在于:在所述外筒内设置有至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计,所述至少一个微型镓相变固定点和至少一个铂电阻温度计设置于传热块中,在所述传热块上进一步设置有加热组件。2.如权利要求1所述的准绝热的微型镓相变固定点装置,其特征在于:所述加热组件为加热膜。3.如权利要求1所述的准绝热的微型镓相变固定点装置,其特征在于:在所述外筒内设置有三个微型镓相变固定点。4.如权利要求1所述的准绝热的微型镓相变固定点装置,其特征在于:在所述外筒内设置有三个铂电阻温度计孔。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:郝小鹏孙建平
申请(专利权)人:中国计量科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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