[发明专利]一种以制冷机为冷源耦合固定点的温度标定系统

说明书

本发明提供了一种以制冷机为冷源耦合固定点的温度标定系统，其包括：制冷机，其具有至少两个冷头；至少一密闭空间，起到热开关的作用；在所述密闭空间中设置有微波谐振腔，微流量补偿环路为所述微波谐振腔提供稳定的压力环境，在所述微波谐振腔内设置有固定点部件。该系统将固定点复现装置与基准测温装置相耦合，减少了量值传递环节，从根本上杜绝了对比温度漂移，增大了谐振腔热容，使固定点原位精准复现更容易实现可提高测温精度，一个装置多个功能，可以同时实现温度分度与温度测量的功能，进而降低实验成本与时间成本，提高效率。

技术领域

本发明涉及一种温度标定系统，特别是一种以制冷机为冷源耦合固定点的温度标定系统。

背景技术

热力学温度是衡量能量系统和能量交换过程中最基本的状态参数，也是国际单位制七个基本单位之一。热力学温度的高准确测量对于前沿科学研究、大科学装置运行、科研装备研制、国民经济和高新技术发展等领域具有重要的科学价值和战略意义。按照测温准确度从高至低，温度量值溯源系统可划分为基准装置(测温不确定度1mK)、标准装置(测温不确定度3mK)和工业应用装置。目前，建立基准测温装置有多种方法，尤其是最近所提出的定压气体折射率基准测温新方法，创新性的以相对压力控制替代绝对压力测量，从根本上解决了对绝对压力测量精度依赖度，其理论精度较既有方法提高30％。该方法中，涉及到十余种参数的测量或准确输入，尤其是作为温度对比载体的标准电阻温度计，其电阻-温度特性是决定基准级测温系统精确度的关键。

标准铂电阻温度计等高准确度温度计的分度主要是通过固定点来实现，固定点是国际温标规定的某些物质不同相之间的可复现的平衡温度点，具有温度值确定，复现性好、准确性高的特点，是温标的重要组成部分。传统基准测温装置与固定点复现装置分别独立运行，标准电阻温度计一经标定后放置于基准测温系统中，随着时间的推移其电阻-温度特性发生变化，造成温度计测量偏差，即标准电阻温度计的电阻-温度特性漂移问题；而且量值传递多环节引起了新的不确定问题；并且在新的基准测温方法下，系统还存在无法精准回归固定点、无法实现原位热力参数的比对；加之使用两套装置，实验成本较高，由于两套装置不能同时对同一基准测温元件进行实验测量，耗时相对较长，时间成本较高。

综上，要实现基准级测温装置的长时间高精度测量，并进一步的节约成本，提高效率，可将固定点与基准测温装置相耦合，发展一种新的温度标定装置。

发明内容

本发明的目的是解决传统基准测温装置固有的标准电阻温度计的电阻-温度特性漂移问题、测温不确定因素多、无法实现原位热力参数对比、装置搭建和温度测量费用相对较高，实验耗时长，效率低等问题。

本发明提供了一种以制冷机为冷源耦合固定点的温度标定系统，其包括：制冷机，其具有至少两个冷头；至少一密闭空间，起到热开关的作用；在所述密闭空间中设置有微波谐振腔，微流量补偿环路为所述微波谐振腔提供稳定的压力环境，在所述微波谐振腔内设置有固定点部件。

其中，所述固定点部件通过耦合连接件与微波谐振腔相连接。

其中，所述耦合连接件包含但不局限于圆柱体、长方体、或多面体等结构。

其中，所述固定点部件包含多个固定点复现单元。

其中，所述热开关的工作介质为氦气、氖气、氩气、或氮气等气体。

其中，所述至少一密闭空间包括第一密闭空间和第二密闭空间。

其中，零级法兰、中空复合真空罩的内表面、二级法兰和独立真空筒的外表面组成所述第一密闭空间。

其中，独立真空筒与二级法兰构成所述第二密闭空间。

其中，在所述第二密闭空间内包括压力腔，所述微波谐振腔位于所述压力腔内。