автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Исследование тепловых процессов при реализации реперных точек международной температурной шкалы в диапазоне от 0,01-660,3230С, с целью повышения ее воспроизводимости

На правах рукописи УДК 536.5.081.3

ИЛЬИН АЛЕКСЕИ ЮРЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ РЕПЕРНЫХ ТОЧЕК МЕЖДУНАРОДНОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ШКАЛЫ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 0,01+660,323 °С, С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕЁ ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ

Специальность:

05Л1.01 - Приборы и методы измерений по видам измерений (измерения тепловых величин)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2006 г.

Работа выполнена в Федеральном Государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева»

Научный руководитель

Доктор технических наук

А.И. Походун

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Н.А. Ярышев

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник

В.К. Зеленюк

Ведущая организация:

НПО «Луч», г. Подольск.

Защита состоится «£2006 года в 1 I часов на заседании диссертационног о совета Д 308.004.01 во ФГУ11 «ВНИИМ имени Д.И. Менделеева», по адресу: 198005. г. Санкт-Петербург, Московский пр., 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «ВПИИМ имени Д.И. Менделеева»

Автореферат разослан «¿ч? » СА/Плё/и] 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Г.11. Тели гченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Термометрия занимает одно из ведущих мест в современной науке и технике. По экспертным оценкам измерения температуры составляют до 30% всех выполняемых измерений в науке и ряде отраслей промышленности. Развитие науки и современных технологий предъявляет все более высокие требования к точности измерений температуры. Этот процесс наблюдается во

Безусловно, более жесткие требования к точности измерений предъявляют более жесткие требования к точности построения МТШ-90 и методам ее реализации. Прогнозируемые требования к погрешности измерений температуры в разных отраслях промышленности показаны в таблице 1.

Таблица 1. Прогнозируемые требования к погрешности измерений температуры

Отрасли промышленности Диапазон температур, иС

0-150 150-419 419-660 660-1 100 1 100-1500

Электронная 0.0005 0.01 - - -

Нефтепереработка и нефтехимия 0,01 0,01 0,1 2,5 -

Медицина и микробиология 0.0005 0.01 0,03 - -

Приборостроение 0,01 0,01 0,01 0,05 1,0

Машиностроение 0,01 0,1 0,5 1,0 1,0

Как видно из таблицы 1, погрешность наиболее точных измерений в ряде отраслей промышленности приблизилась к точности Государственного первичного эталона единицы температуры, особенно в наиболее востребованном интервале 0-150°С и в интервале 419-660°С.

Сравнение этих требований с воспроизводимостью основных реперных точек Международной температурной шкалы (МТШ-90), приведенной в основополагающих документах по реализации шкалы, позволяет сделать

вывод, что требования к точности в ряде отраслей промышленности приблизились к точности ее реализации.

В настоящее время идет процесс гармонизации отечественных и международных нормативных документов, результатом которой стала необходимость использования новой концепции оценки результатов измерений, разработанной Международным бюро мер и весов и изложенной в документе "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement". Концепция предусматривает введение понятия неопределенности и деления её составляющих на категории А и В в соответствии с методами их оценивания. Происходит замена термина - "погрешность результата измерения", на термин - "неопределённость результата измерения". В дальнейшем будет употребляться термин - "неопределённость результата измерения".

Возрастающие требования к повышению точности измерений температуры приводят к необходимости совершенствования МТШ-90, методов и средств ее реализации и передачи, а также к ужесточению требований к методике реализации фазовых переходов при проведении международных сличений.

Требования к параметрам фазовых переходов металлов, используемых для реализации реперных точек МТШ-90 при проведении международных сличений показаны в таблице 2.

Таблица 2. Требования к параметрам фазовых переходов металлов, используемых для реализации реперных точек МТШ-90.

Реперная точка Требования к параметрам фазового перехода реперных точек при проведении международных ключевых сличений

Длительность площадок затвердевания, часы Скорость изменения температуры во время фазового перехода, мК/час Суммарная неопределённость типа В при реализации температуры реперной точки, мК

Ga не менее 9 0.02 0.07

In не менее 9 0.1 0.3

Sn не менее 9 0.06 0.5

Zn не менее 9 0.1 0.7

Al не менее 9 0.14 1

С целью решения проблемы повышения воспроизводимости МТШ-90 была создана специальная Рабочая группа 1 при Консультативном комитете по термометрии. Основными направлениями работ этой группы являются исследования физических процессов, лежащих в основе построения МТШ-90, а также разработка методов практической реализации шкалы, обеспечивающих повышение ее воспроизводимости национальными метрологическими институтами. Как показали проведённые ключевые сличения реперных точек МТШ-90 основной проблемой воспроизведения международной температурной шкалы национальными метрологическими институтами является недостаточная воспроизводимость температур фазовых переходов, обусловленная различием термических условий их реализации.

По результатам сличений сделан вывод, что действующие документы, регламентирующие реализацию реперных точек, содержат некоторую неоднозначность в определении понятия температуры реперной точки, а также в методе её реализации. В частности, в них не определено какой температуре фазового перехода реального вещества, который проходит в некотором интервале температур, соответствуют приписанные в МТШ-90 значения температур реперных точек.

Таким образом, имеет место актуальная научная проблема — совершенствования определения понятия температуры фазовых переходов и методов реализации основных реперных точек МТШ-90 с целью повышения воспроизводимости их температуры.

Диссертация направлена на решение указанной проблемы.

Цель работы и задачи исследований

Целью решения указанной проблемы является совершенствование методов и средств воспроизведения температуры фазовых переходов реперных точек МТШ-90, обеспечивающих эквивалентность ГПЭ единицы температуры России лучшим эталонам других стран.

Для достижения поставленной цели были решены следующие основные научные задачи:

• определены основные источники неопределённости воспроизведения температуры фазовых переходов реперных точек МТШ-90 на основе анализа их методов реализации;

• определены основные пути снижения этих неопределённостей В частности:

• исследованы тепловые процессы, протекающие при реализации основных реперных точек МТШ-90;

• оптимизирована методика реализации реперных точек с целью повышения их воспроизводимости;

• выполнен анализ влияние основных факторов на температуру тройной точки воды (ТТВ), определяющей достоверность и воспроизводимость МТШ-90;

• исследованы воспроизводимости температуры тройных точек аргона и ртути с целью, обеспечения возможности градуировки эталонных термометров сопротивления во ВНИИМ в низкотемпературной области МТШ-90.

Методы исследования

Поставленные в диссертации задачи решены с применением теории геплообмена, математического анализа, инженерно-физического эксперимента, компьютерного моделирования.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Результаты исследований источников неопределённостей, влияющих на реализацию температуры основных реперных точек международной температурной шкалы.

2. Результаты теоретического и экспериментального исследования тепловых процессов в установках с использованием ампул "открытого" типа как в период фазового перехода, так и на этапе, предшествующем фазовому переходу для точек затвердевания индия, олова, цинка.

3. Результаты экспериментальных исследований зависимости измеряемой температуры от доли закристаллизованного вещества в соответствии с уточнённым определением температуры фазовых переходов реперных точек цинка и алюминия.

4. Результаты экспериментального исследования зависимости температуры тройной точки воды от концентрации Н2, а также от влияний условий её реализации.

5. Результаты исследований воспроизводимости температур ртройных точек аргона и ртути.

Научная новизна работы заключается в следующем

1. Разработаны математические модели внутреннего и внешнего теплообмена ампул реперных точек на разных этапах реализации фазовых переходов в отличие от используемых ранее экспериментальных методов, не позволяющих учитывать конструктивные параметры ампул и термостатов, влияющих на тепловой режим.

2. Выявлена необоснованность и взаимная несогласованность некоторых критериев, рекомендованных в международном документе Консультативного комитета по термометрии для реализации реперных точек на высшем уровне точности. Показана необходимость сохранения критерия, регламентирующего температурный градиент в ампуле в период фазового перехода.

3. На основе экспериментальных исследований определено влияние температурного градиента в термометровом канале на измеряемую температуру фазового перехода для реперных точек цинка и олова.

4. Определена и исследована составляющая неопределенности, связанная с отклонением реализуемого значения температуры фазового перехода от температуры "ликвидус", принятой в новых международных документах. Получены оценки влияния условий инициирования процесса кристаллизации реперных точек затвердевания цинка и алюминия на измеренное значение температуры.

Практическая ценность работы.

Повышена воспроизводимость температур основных реперных точек МТШ-90, что подтверждено международными сличениями. На основе результатов, полученных в диссертации:

1. Усовершенствована конструкция ампул реперных точек, используе-мых для реализации МТШ-90 входящих в состав ГПЭ.

2. Уточнены критерии и параметры методик реализации фазовых переходов реперных точек олова, цинка, алюминия шкалы МТШ-90, которые являются основанием для пересмотра международных документов по реализации реперных точек шкалы МТШ-90 Консультативного комитета по термометрии.

3. Расширен температурный диапазон градуировки эталонных термометров сопротивления во ВНИИМ в низкотемпературной области МТШ-90 от 0,01 °С до -189,3442 °С по результатам исследования воспроизводимости тройных точек ртути и аргона.

Реализация и внедрение результатов исследований

Результаты диссертационной работы будут использованы при модернизации ГЭТ34-92, а также внедрены в военный эталон ВЭ29-06 и национальный эталон Республики Беларусь.

Апробация работы.

^^ Диссертация является результатом обобщения опубликованных работ, ^^выполненных автором в период с 2001 по 2006 гг.

Основные положения диссертационной работы и отдельные её результаты докладывались и обсуждались на:

I Всероссийской конференции ТЕМПЕРАТУРА 2001. Подольск, 2001 г.

8th Temperature Symposium. Чикаго, 2002 г.

II Всероссийской конференции ТЕМПЕРАТУРА 2004. Обнинск, 2004 г. - ТЕМРМЕКО 2004. Дубровник, 2004 г.

Материал диссертации изложен в 5 публикациях.

Авторство и публикации

Автором выполнено математическое моделирование тепловых процессов в печах при реализации фазовых переходов реперных точек шкалы МТШ-90.

_ Исследование зависимости температуры реперных точек от

^^температурного поля в канале ампул проведены автором.

Исследования достоверности метода измерения температурного градиента в канале, рекомендованного в международных документах Консультативного Комитета по термометрии и анализ правильности критериев по реализации фазовых переходов проведены совместно д.т.н. Походун А.И.

Результаты исследований по оптимизации методики реализации температуры "ликвидус" реперных точек и оценка составляющей

неопределенности из-за отклонения результата от температуры "ликвидус" получены совместно с к.т.н. Ивановой А. Г.

Результаты исследования условий установления теплового равновесия при реализации тройной точки воды, а также исследование влияния концентрации изотопа 2Н на температуру ТТВ получены совместно с к.т.н. Ивановой А. Г., к.ф.-м.н. Герасимовым С.Ф., д.т.н. Походун А.И.

Исследование низкотемпературных точек ртути и аргона в целях обеспечения гладкости сопряжения отрезков шкалы в области 0 °С, воспроизводимых эталоном ВНИИМ и ВНИИФТРИ выполнены совместно с к.ф.-м.н. Герасимовым С.Ф.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы 95 страниц машинописного текста, включая 30 рисунка, 14 таблиц и списка литературы из 43 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы, определены цели и задачи исследований, изложены научная новизна и практическая значимость диссертации, сформулированы основные положения, выносимые на защиту, приведена общая характеристика работы, данные об ее апробации и реализации результатов.

В первой главе проведен анализ факторов, влияющих на неопределённости реализаций температур основных реперных точек шкалы МТШ-90 и сформулированы требования, предъявляемые к условиям реализации фазовых переходов веществ, температуры которых использованы в качестве температур основных реперных точек МТШ-90.

Проведён анализ результатов ключевых сличений КС-3, организованных Консультативным комитетом по термомтрии. В результате анализа показано, что расхождения температур в реперных точках, воспроизводимыми различными национальными лабораториями, значительны по сравнению с данными по их воспроизводимости, приведенными в многочисленных работах и документах Консультативным комитетом по термомтрии, а также по сравнению со случайной и суммарными неопределённостями их реализации, представленными лабораториями - участницами ключевых сличений. По результатам ключевых сличений КС-3 сделан вывод, что действующие документы, регламентирующие реализацию реперных точек, содержат некоторую неоднозначность в определении понятия температуры реперной точки, а также в методе её реализации. Кроме того, проведён анализ и сопоставлены составляющие неопределенности типа В.

Основными факторами, влияющими на температуру воспроизведения реперной точки, являются состав и количество примесей в основном веществе. Эти факторы определяет и значение, и стабильность температуры фазового перехода. Методы оценивания этой составляющей основаны на том, что в качестве результата измерения температуры фазового перехода, который проходит в некотором интервале температур, принимается температура "ликвидус", то есть, температура при которой начинается зарождение первых кристаллов вещест ва. Как показали исследования, выполнение этого условия не гарантируется рекомендуемой Консультативным комитетом по термометрии методикой реализации реперных точек и обработки результатов измерений, т. е. является источником еще одной составляющей неопределенности типа В, трудно поддающейся оценке.

Для измерения температур, реализуемых реперных точек, используется эталонный платиновый термометр сопротивления. Основным условием измерения является наличие теплового равновесия между границей раздела фаз кристаллизующегося с плавящим вещества и чувствительным элементом термометра. Причинами нарушения теплового равновесия могут быть два

фактора: теплоогвод по термометру в окружающую среду при недостаточной глубине его погружения в ампулу и перегрев чувствительного элемента измерительным током.

Результаты сличений КС-3 показали, что максимальные расхождения температур реперных точек тем больше, чем выше температура реперной точки. Это можно объяснить тем, что чем выше температура, тем сложнее обеспечить тепловое равновесие термометра с границей раздела фаз.

Из анализа результатов сличений КС-3 можно сделать следующие выводы:

1. В действующих документах Консультативного комитета по термометрии недостаточно строго регламентированы методики реализации основных реперных точек.

2. До настоящего времени в работах, посвященных исследованию реперных точек, отсутствует анализ критериев теплового равновесия между границей фазового перехода и термометром, а также анализ критериев оценки теплообмена и температурных полей в ампулах и термостатирующих устройствах.

3. В документах Консультативного комитета по термометрии способ оценивания некоторых составляющих неопределенности типа В не учитывает особенностей влияния методики реализации реперных точек на температуры "ликвидус". Отмеченные причины неоднозначности получаемых результатов измерений температуры при воспроизведении реперных точек требуют дальнейшего совершенствования методики реализации реперных точек, анализа теплообмена и температурных полей, конкретизации отдельных положений при проведении международных работ в связи с новым документом о взаимном признании результатов измерений между странами.

По определению, температура равновесия трех фаз для тройных точек и двух фаз для точек плавления и затвердевания должна измеряться при давлении 101325 Па.

Давление, при котором измеряется температура, зависит от давления в ампуле и от избыточного давления, создаваемого столбом металла на уровне погружения чувствительного элемента используемого термометра. Первая составляющая неопределенности может быть оценена исходя из априорной информации о неопределенности знания уровня металла в ампуле и расстояния от торца термометра до середины чувствительного элемента. Для оценки второй составляющей необходимо применение ампул "открытого" типа, с их применением, возможно, контролировать давления в ампуле.

Всё выше сказанное позволяет сделать вывод о необходимости исследования ампул "открытого" типа с регулируемым давлением, обеспечивающих защиту чистых металлов от загрязнения и окисления, а также построения оптимальных теплофизических моделей ампул и печей на основе экспериментальных исследований процессов реализации фазовых переходов основных реперных точек МТШ-90, определение критериев, оптимальной методики реализации реперных точек Государственного первичного эталона единицы температуры.

Во второй главе изложены результаты исследований необходимости перехода на ампулы "открытого" типа с точки зрения обеспечения оптимального теплового режима при измерении температуры фазового перехода. В ампулах "закрытого" типа из-за наличия кварцевой стенки между графитовым термометровым каналом и термометром возникает дополнительное тепловое сопротивление между границей раздела фаз вещества и термометром сопротивления. Увеличение теплового сопротивления между измеряемой средой и термометром затрудняет установление теплового равновесия между ними и служит причиной роста влияния теплоотвода вдоль термометра на результат измерения температуры фазового перехода. В ампулах "открытого" типа эта составляющая неопределенности значительно меньше. Поэтому сделан вывод, что при реализации фазовых переходов предпочтительнее использовать ампулы "открытого типа". В связи с переходом на ампулы "открытого" типа возникла необходимость исследования тепловых

процессов, протекающих при реализации фазовых переходов, выявления параметров процессов теплообмена, влияющих на температуру фазовых переходов реперных точек МТШ-90.

В качестве основного метода исследования был выбран метод численного моделирования тепловых процессов.

Одной пз целей моделирования является оценка влияния используемого материала над верхней зоной тигля (графит и кремнеземистая вата) на температурный режим при реализации реперных точек. Моделирование позволило значительно сократить время подбора тепловых режимов.

Еще одной важной целью численного моделирования является оценка возможности и эффективности компенсации теплоотвода по термометру для достижения теплового равновесия с температурой фазового перехода с помощью совершенс твования конструкции ампулы в зоне над тиглем.

На первом этапе компьютерного моделирования были рассчитаны распределения температуры вдоль оси термометрового канала в зависимости от материала, используемого в ампуле над зоной тигля. Целью этих расчетов был выбор температуры верхнего нагревателя и материала заполняющего ампулу в зоне над тиглем, который бы обеспечивал неравномерность температурного распределения в термометровом канале тигля не более 0.7 мК/см (этот градиент рекомендован международными документами) по высоте вещества в тигле при температуре на несколько градусов ниже температуры фазового перехода.

На втором этапе расчета для оценки адекватности построенной тепловой модели был проведен расчет температуры вдоль оси термометрового канала для разных значений температуры верхнего нагревателя, а результаты расчета сравнивались с экспериментальными данными. Это позволило оценить правильность построенной тепловой модели.

Как показали результаты расчёта для построенной тепловой модели расчетные распределения температуры вдоль оси термометрового канала для реперных точек индия, олова и цинка, хорошо совпадают с экспериментальными данными.

Измерения распределения температуры вдоль оси термометрового канала выполнялись подъема термометра относительно дна термометрового канала ампул, в результате чего заметная часть термометра выходила за пределы контролируемой температурной зоны печи. Это могло вносить искажения в результаты измерения распределения температуры за счёт теплоотвода по термометру.

Для определения возможного теплоотвода по термометру была построена тепловая модель термометра с переменными по его высоте условиями теплообмена в печи. С помощью этой модели был рассчитан вариант распределения температуры в термометровом канале при подъёме термометра на 10 см относительно дна канала тигля, заполненного цинком.

Моделирование показало, что при измерении температурного градиента измеряются не истинные значения температуры по высоте термометрового канала, а значения температуры с учетом теплоотвода по термометру.

Также было проведено исследование критериев равномерности температурного поля, рекомендованных международным документом "Supplementary Information for International Temperature Scale of 1990" регламетирующим методику реализации фазового перехода при воспроизведении реперных точек температурной шкалы, а также исследование влияния температурного градиента на температуру фазового перехода на примере реализации реперных точек олова и цинка.

Для основных реперных точек выше 0°С рекомендуется, чтобы /температурный градиент вдоль оси термометрового канала ампулы не превышал 10 мК по высоте вещества в тигле при температуре на несколько Кельвинов ниже температуры фазового перехода, что как предполагается должно обеспечить последующее равномерное движение границы раздела твердой и жидкой фаз по высоте тигля. В качестве критерия наличия теплового равновесия между чувствительным элементом термометра и границей раздела твердой и жидкой фаз вещества в период фазового перехода принято

соответствие температурного градиента в термометровом канале тигля зависимости температуры от гидростатического давления столба металла.

Результаты исследований показали, что при температурном градиенте в тигле по высоте металла перед плавлением не более 0.7 мК/см не удается получить температурный градиент в период затвердевания, соответствующий расчётному изменению температуры в зависимости от гидростатического давления в период затвердевания. Можно сделать вывод, что при выбранном значении температуры верхнего нагревателя не удается удовлетворить двум критериям равномерности температурного распределения на разных стадиях процесса.

Из результатов экспериментов можно сделать вывод, что соотношение между температурными градиентами в период фазового перехода и при температуре ниже температуры фазового перехода зависит от конструкции печи. При реализации основных реперных точек необходимо выполнение только требования о зависимости градиента температуры в канале ампулы от гидростатического давления столба металла в период фазового перехода, которое является критерием теплового равновесия между термометром и границей раздела фаз вещества

Для оценки влияния распределения температуры в термометровом канале в период фазового перехода на результат измерения температуры фазового перехода, было проведено исследование ампулы с цинком. Эксперимент был построен следующим образом. Проводилось сличение двух ампул с цинком, одна из которых была опорной. Ее тепловой режим был подобран и не менялся от эксперимента к эксперименту. В печи с другой ампулой изменялось задание верхнего нагревателя, что приводило к изменению градиента температуры в термометровом канале ампулы. Это позволило выявить зависимость между градиентом температуры в термометровом канале в твёрдом металле и градиентом на площадке затвердевания, а также позволило оценить влияние градиента температуры на площадке затвердевания на температуру фазового перехода.

В таблице 3 показаны разницы температур между ампулами с цинком в зависимости от номера реализации, а соответственно от распределения температуры в термометровом канале во время фазового перехода.

Таблица 3. Разница в температурах затвердевания образцов цинка в зависимости от распределения температуры в термометровом канале во время фазового перехода

Номер реализации ДТ (Цинк (1) - Цинк(2)ож,рН.), °С

1 -0.0049

2 +0.00044

3 +0.00035

В период реализации №2 градиент температуры в термометровом канале ампулы №1 соответствовал зависимости температуры от гидростатического давления, а при реализации №3 отличался от неё. Воспроизводимость температуры фазового перехода для реперной точки цинка составляет 0.2 мК. Из таблицы 3 видно, что изменения показаний термометра между второй и третьей реализациями фазовых переходов составляет 0.11 мК. Эта разница меньше неопределённости типа А, определяющей воспроизводимость температуры фазового перехода для реперной точки цинка. Следовательно, можно сделать вывод, что неопределённость типа В, обусловленная небольшим отклонением градиента температуры в термометровом канале от изменения температуры в соответствии с её зависимостью от гидростатического давления, приводит к изменению измеряемой температуры фазового перехода.

В третьей г.тае изложены результаты исследований основных реперных точек затвердевания цинка и алюминия, и показано наличие дополнительной составляющей неопределенности, возникающей из-за отклонения измеренного значения температуры реперной от принятой по определению температуры "ликвидус". Эта составляющая неопределенности ранее не рассматривалась при оценивании результатов измерений ключевых сличений. По определению, температура "ликвидус" соответствует температуре образования первых

кристаллов вещества. В международном документе "Optimal realization of the defining fixed points of the ITS-90 that are used for contact thermometry" при реализации фазовых переходов рекомендуется проводить инициирование внутреннего фронта раздела фаз. Процесс инициирования представляет собой охлаждение металла в тигле, путём помещения в его термометровый канал холодного стержня с целью создания фронта раздела фаз на внутренней поверхности металла в тигле, которая расположена около чувствительного элемента термометра. Инициирование внутреннего фронта раздела фаз проводится после выхода металла из переохлаждения и уже начавшегося процесса кристаллизации от наружных стенок ампулы за счет снижения температуры печи. Процесс кристаллизации продолжается в период инициирования внутреннего фронта и установления теплового равновесия между металлом и термометром. Конструкции современных ампул, используемых для реперных точек, и особенно ампул закрытого типа, не позволяют оценивать долю закристаллизованного вещества к началу процесса измерения. Это означает, что измеренное значение может соответствовать любому значению температуры из интервала фазового перехода от "ликвидус" до "солидус". Таким образом, имеет место составляющая неопределенности, обусловленная отклонением At = tMJ.vi - t|j4, которая до настоящего времени не учитывалась при оценивании результата измерений и не включалась в бюджет неопределенностей национальных институтов в КСЗ и КС4.

Для оценки этой составляющей неопределенности было проведено исследование фазовых переходов цинка и алюминия. Результаты экспериментов показали, что изменения условий инициирования внутреннего фронта раздела фаз, приводят к изменениям кривых затвердевания цинка и алюминия и к изменениям значений регистрируемой температуры t„jM. Максимальное расхождение температур при разной интенсивности инициирования составило порядка 0.7 мК для цинка и 3 мК для алюминия. Эти расхождения следует рассматривать как максимальную оценку этой неопределённости, возникающую из-за разницы температур At = tHJM - t|i4,

поскольку в эксперименте к началу регистрации температуры изменялось только количество твёрдой фазы вещества.

Предельная оценка составляющей неопределенности может рассматриваться как третья часть от разности регистрируемых значений температуры при разных методах инициирования затвердевания.

В проведенных исследованиях эта составляющая оценена в 0,23 мК для цинка и в 1 мК для алюминия.

В четвертой главе проводиться анализ результатов международных сличений ампул тройных точек воды (ТТВ). Рассматривается бюджет "неопределенностей результатов измерения температур ТТВ, представленных национальными лабораториями на ключевые сличения. Анализируется влияние основных факторов на температуру ТТВ. Таких как, концентрации изотопа 2Н в воде ТТВ, а также влиянием условий термостатирования ампулы и установлением теплового равновесия между границей раздела фаз вода-лед и термометром.

Результаты первых ключевых сличений ампул ТТВ показали, что значения температуры ТТВ для ячеек, изготовленных в лабораториях Ы15Т (США) и КШЗБ (Республика Корея) на 0,1 - 0,12 мК выше, а для ячеек производства ВНИИМ - на 0,12 - 0,18 мК ниже среднего для сличений уровня. Для выявления причины таких расхождений в температурах ампул ТТВ было проведено исследование влияния содержания "Н на температуру ТТВ.

Исследование влияния содержания 2Н проводилось путем добавления в

tчeйкy ТТВ непосредственно перед ее заполнением заранее рассчитанного оличества 2Н20. При этом максимальная суммарная неопределённость в определении концентрации 2Н составляла ±0,2 мкмоль. Были изготовлены ячейки ТТВ с избыточным содержанием 2Н. Измерение температуры ТТВ проводилось путем прямого сличения с ячейкой ТТВ, входящей в состав Государственного первичного эталона единицы температуры, которая была также изготовлена во ВНИИМ и не содержала добавочного количества 2Н.

Результаты измерений представлены в табл.4.

Таблица 4. Зависимость температуры ТТВ от избыточного содержания 2Н.

Избыточное содержание 2Н. мкмоль ДТ, мК

0 0

25.5 0,22

39,1 0.34

50,0 0,43

76,5 0,47

114,8 0,58

150,0 0,77

Приведенные в табл. 4 данные позволяют сделать вывод о том, что основным фактором, обуславливающим наблюдаемые в ходе международных сличений различия температуры ТТВ для ячеек различного производства, является концентрация 2Н.

Результатом исследования стала возможность в процессе производства ячеек ТТВ приводи ib их метрологические характеристики в соответствие с точным определением кельвина согласно международному документу "The International Temperature Scale of 1990".

В настоящее время в ККТ и третьей рабочей группе ККТ, отсутствует единое и обоснованное мнение по оцениванию составляющей неопределенности, связанной с влиянием установления теплового равновесия между границей раздела фаз вода-лед и термометром на результат измерения. Была сделана оценка этой составляющей с помощью численного моделирования системы фазовая граница - термометр и экспериментальных исследований при разных способах термостатирования ампул. Численное моделирование процесса теплообмена между границей раздела фаз лед-вода и эталонным платиновым термометром сопротивления показал, что при размерах используемых в ГЭТ ампул ТТВ и уровнях заполнения термометрового канала водой температура термометра соответствует границе раздела фаз. Следовательно, можно сделать вывод, что условия реализации температуры ТТВ во ВНИИМ не вносят дополнительную неопределённость, связанную с

уровнем заполнения термометрового канала, а также с теплоподводом по термометру.

Вместе с тем, в национальных лабораториях используются различные условия термостатирования ампул ТТВ, что может быть причиной неопределенности при сличениях других реперных точек. Для выявления возможного влияния условий термостатирования ампул ТТВ на тепловое равновесие при измерении, мной было проведены экспериментальные исследования с использованием двух условий: полном затоплении ампулы в теплоноситель термостата и при хранении ампулы в льдо-водяной смеси. ^Исследования распределения температуры по оси термометрового канала для ампулы, хранящейся в термостате в затопленном виде, показало влияние теплоносителя с водой на температурное поле в термометровом канале ТТВ. Следовательно, при сличениях ТТВ, измеренные профили температурного поля в термометровом канале, представленные странами-участниками может отличаться от измеренных страной-организатором, если условия хранения ТТВ разные.

В рамках исследований, направленных на поиск возможности использования во ВНИИМ тройной точки ртути было реализовано несколько площадок плавления ртути и измерена кривая погружения с целью определения соответствия параметров фазового перехода при реализации точки ртути международным требованиям. Исследование показало, что реализация тройной точки ртути удовлетворяет международным критериям реализации шкалы МТШ-90. При длительности процесса фазового перехода более 9 часов изменение температуры не превышает 0.8 мК, а температурный градиент в термометровом канале соответствует зависимости температуры от гидростатического давления столба металла. Максимальное расхождение температуры плавления ртути в трёх реализациях составило 0.00015 °С.

В рамках работы по исследованию тройной точки аргона было реализовано несколько площадок плавления аргона с целью определения воспроизводимости его температуры фазового перехода. Максимальное

расхождение температуры плавления аргона в трёх реализациях составило 0.0005 °С.

Результаты исследований тройных точек ртути и аргона показали возможность включения их в состав эталона-копии, что обеспечило возможность градуировки во ВНИИМ эталонных термометров сопротивления в низкотемпературной области МТШ-90.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения настоящей диссертационной работы решена научно-техническая задача по повышению воспроизводимости МТШ-90 и совершенствованию метода её реализации.

Наиболее значимыми являются следующие результаты:

- разработаны математические модели тепловых процессов в печах и ампулах, что позволило оценить влияние конструктивных особенностей ампул реперных точек на неопределённость измерения температуры фазовых переходов, а также оценить достоверность метода измерения температурного градиента в ампуле, рекомендованного в международным документом Рабочей группы 1 Консультативного Комитета по термометрии.

- исследованы и уточнены критерии неравномерности температурного градиента в термометровом канале для реперных точек олова и цинка на разных этапах реализации фазовых переходов, а также экспериментально выявлено их влияние на температуру фазового переходов.

- определена и исследована дополнительная составляющая неопределенности, возникающая из-за отклонения измеренного значения температуры реперной точки от принятой по определению температуры "ликвидус" для реперных точек затвердевания цинка и алюминия. Эта составляющая неопределенности ранее не рассматривалась при оценивании результатов измерений ключевых сличений.

- результаты экспериментального исследования зависимости температуры ТТВ от концентрации Н2 позволили в процессе производства ячеек ТТВ приводить их метрологические характеристики в соответствие с новым определением ТТВ.

- результаты исследований тройных точек ртути и аргона показали возможность включения их в состав эталона-копии, что обеспечило возможность градуировки во ВНИИМ эталонных термометров сопротивления в низкотемпературной области МТШ-90.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. А.Ю. Ильин Критерии равномерности температурного поля при реализации рсперных почек олова и цинка МТШ-90 // Измерительная техника, 2003, №11. - С. 40-42.

2. А.Ю. Ильин Численное моделирование температурных полей в реперных точках для оценки теплового равновесия процессов измерения при реализации МТШ-90 // Приборы, 2004, №9. - С. 32-35.

3. A.U. Ilin A Criterion for Uniformity of a Temperature Field in Realization of the ITS-90 Fixed Points // 8lh International Temperature Symposium, 2002 -C. 297-303.

4. А.Г.Иванова, А.Ю.Ильин Анализ условий образования внутреннего фронта раздела фаз и их влияние на температуру затвердевания цинка // Измерительная техника 2004, №11. — С. 43-46.

5. S.F. Gerasimov, A.G. Ivanova, A.U. Ilin, A.I. Pokhodun On the reproducibility of water triple point temperature // 8 Inte rnational Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Sciense, 2004 - C. 261-266.

Подписано и печать 0</.О3.20О6ф о, :>,мат 60*80 1/16. Бумага писчая. 11ечать трафаретная. Объём в п.л. 1 .Тираж 100 жз. Заказ № Ж

ООО "Нагие", 196070, Санкт-Петербург, Московский пр., 163, к. 2, офис 7

4 ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I

1.1 Анализ необходимости повышения воспроизводимости МТШ-90.

1.2 Анализ источников неопределённости воспроизведения температур фазовых переходов реперных точек МТШ-90.

1.3 Основные направления по повышению ч воспроизводимости МТШ-90.

1.4 Выводы.

ГЛАВА II

2.1 Анализ методов защиты чистых веществ в ампулах реперных точек ГПЭ от окисления и загрязнения.

2.2 Численное моделирование процессов теплообмена при реализации реперных точек индия, олова и цинка МТШ-90.

2.3 Исследование критериев равномерности температурного поля и влияния температурного градиента на температуру фазового перехода на примере реализации реперных точек олова и цинка.

2.4 Выводы.

ГЛАВА III

3.1 Оптимизация методики реализации температуры "ликвидус" реперных точек и оценка составляющей неопределенности из-за отклонения результата измерения температуры от температуры "ликвидус".

Т 3.2 Выводы.

ГЛАВА IV

4.1 Исследование факторов влияющих на

4 температуру тройной точки воды.

4.2 Экспериментальное исследование

11 низкотемпературных реперных точек ртути и аргона.

4.3 Выводы.

Актуальность проблемы. Термометрия занимает одно из ведущих мест в современной науке и технике. По экспертным оценкам измерения температуры составляют до 30% всех выполняемых измерений в науке и ряде отраслей промышленности. Развитие науки и современных технологий предъявляет все более высокие требования к точности измерений температуры. Этот процесс наблюдается во всем мире. Сравнение этих требований с воспроизводимостью основных реперных точек Международной температурной шкалы (МТШ-90), приведенной в основополагающих документах по реализации шкалы [1,2,3,4], позволяет сделать вывод, что требования к точности в ряде отраслей промышленности приблизились к точности ее реализации.

Безусловно, более жесткие требования к точности измерений предъявляют более жесткие требования к точности построения Международной температурной шкалы и методам ее реализации.

В связи с этим особую важность приобретают исследования методов реализации МТШ-90 и пути их совершенствования. Эти проблемы находят отражение в планах деятельности Консультативного комитета по термометрии при Международном Комитете по мерам и весам и в его рабочих группах. За последние десять лет по инициативе Консультативного комитета по термометрии проведено 4 масштабных международных ключевых сличения, охвативших широкий диапазон шкалы и до 20 национальных институтов метрологии. Эти сличения выявили значительные расхождения между реализациями основных реперных точек разными национальными эталонами по сравнению с представленными оценками их неопределенности и послужили толчком к анализу и уточнению основных определений шкалы, поиску неучтенных источников неопределенности и совершенствованию методик реализации основных реперных точек. Эти направления исследований в настоящее время входят в планы рабочих групп Консультативного комитета

Важнейшей проблемой современной метрологии является обеспечение единства измерений и взаимное признание результатов измерений и калибровок, выполненных в разных странах. Подписание соглашения, получившего название "Взаимное признание национальных измерительных эталонов, сертификатов калибровки и измерений, выдаваемых национальными метрологическими институтами", 38 странами предполагает установление эквивалентности национальных эталонов на основе ключевых сличений. Участие России в этом процессе обеспечивает вхождение Российской системы измерений в глобальную систему измерений, а, следовательно, возможность признания результатов измерений (и калибровок), полученных в России, в том числе в организациях науки.

В этих условиях актуальность работы по совершенствованию Государственного первичного эталона единицы температуры, утвержденного в 1992 году, представляется очевидной.

В России международная температурная шкала МТ1П-90 в диапазоне О - 1064,18 °С реализуется во ВНИИМ им. Д.И.Менделеева в соответствии с Положением о международной температурной шкале МТШ-90, документом [2]. До настоящего времени в документах отсутствовал системный анализ методики реализации основных реперных точек шкалы от определения самого понятия температуры реперной точки и ее практической реализации до установления теплового равновесия с эталонным термометром -интерполяционным прибором шкалы.

Государственный эталон единицы температуры кельвина в этом диапазоне был утвержден в 1992 г. За прошедший с утверждения эталона период, появились новые научные результаты по возможностям модернизации реализации МТШ-90.

Таким образом, достижение цели работы, заключающейся в совершенствовании методов и средств воспроизведения температуры фазовых переходов реперных точек МТШ-90, обеспечивающих эквивалентность ГПЭ единицы температуры России лучшим эталонам других стран. предусматривает решение следующих научных задач:

• аналитическое исследование факторов, влияющих на измерение температуры фазового перехода основных реперных точек шкалы МТШ-90;

• построение математических моделей процессов теплообмена при реализации фазовых переходов и экспериментальное исследование условий достижения теплового равновесия при использовании ампул "открытого" типа;

• анализ обоснованности и правильности критериев, установленных в международном документе по оптимальной методике реализации основных реперных точек;

• исследование и оценивание неопределенности измерения температуры основных реперных точек, обусловленной отклонением реализуемого значения температуры от температуры "ликвидус", принятой в МТШ-90, поиск и обоснование оптимальной методики реализации;

• анализ влияние основных факторов на температуру тройной точки воды (ТТВ), определяющей достоверность и воспроизводимость МТШ-90;

• экспериментальное и теоретическое исследование условий достижения теплового равновесия при реализации основной реперной точки шкалы МТШ-90 - тройной точки воды (ТТВ);

• исследование воспроизводимости температуры реперных точек аргона и ртути с целью использования их в качестве точек эталона-копии, что обеспечит возможность градуировки термометров сопротивления во ВНИИМ в низкотемпературной области МТШ-90.

1. Результаты исследований источников неопределённостей, влияющих на реализацию температуры основных реперных точек международной температурной шкалы.

2. Результаты теоретического и экспериментального исследования тепловых процессов в установках с использованием ампул "открытого" типа как в период фазового перехода, так и на этапе, предшествующем фазовому переходу для точек затвердевания индия, олова, цинка.

3. Результаты экспериментальных исследований зависимости измеряемой температуры от доли закристаллизованного вещества в соответствии с уточнённым определением температуры фазовых переходов реперных точек цинка и алюминия.

4. Результаты экспериментального исследования зависимости температуры тройной точки воды от концентрации Н, а также от влияний условий её реализации.

5. Результаты исследований воспроизводимости температур тройных точек аргона и ртути.

Научная новизна.

1. Разработаны математические модели внутреннего и внешнего теплообмена ампул реперных точек на разных этапах реализации фазовых переходов в отличие от используемых ранее экспериментальных методов, не позволяющих учитывать конструктивные параметры ампул и термостатов, влияющих на тепловой режим.

2. Выявлена необоснованность и взаимная несогласованность некоторых критериев, рекомендованных в международном документе Консультативного комитета по термометрии для реализации реперных точек на высшем уровне точности. Показана необходимость сохранения критерия, регламентирующего температурный градиент в ампуле в период фазового перехода.

3. На основе экспериментальных исследований определено влияние температурного градиента в термометровом канале на измеряемую температуру фазового перехода для реперных точек цинка и олова.

4. Определена и исследована составляющая неопределенности, связанная с отклонением реализуемого значения температуры фазового перехода от температуры "ликвидус", принятой в новых международных документах. Получены оценки влияния условий инициирования процесса кристаллизации реперных точек затвердевания цинка и алюминия на измеренное значение температуры.

Практическая ценность работы.

Повышена воспроизводимость температур основных реперных точек МПП-90, что подтверждено международными сличениями. На основе результатов, полученных в диссертации:

1. Усовершенствована конструкция ампул реперных точек, используемых для реализации МТШ-90 входящих в состав ГПЭ.

2. Уточнены критерии и параметры методик реализации фазовых переходов реперных точек олова, цинка, алюминия шкалы МТШ-90, которые являются основанием для пересмотра международных документов по реализации реперных точек шкалы МТШ-90 Консультативного комитета по термометрии.

3. Расширен температурный диапазон градуировки эталонных термометров сопротивления во ВНИИМ в низкотемпературной области МТШ-90 от 0,01 °С до -189,3442 °С по результатам исследования воспроизводимости тройных точек ртути и аргона.

Реализация и внедрение результатов исследований

Результаты диссертационной работы будут использованы при модернизации ГЭТ34-92, а также внедрены в военный эталон ВЭ29-06 и национальный эталон Республики Беларусь.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и отдельные её результаты докладывались и обсуждались на:

- I Всероссийской конференции ТЕМПЕРАТУРА 2001. Подольск, 2001 г.

- 8th Temperature Symposium. Чикаго, 2002 г.

- II Всероссийской конференции ТЕМПЕРАТУРА 2004. Обнинск, 2004 г.

- ТЕМРМЕКО 2004. Дубровник, 2004 г.

Публикации.

Материал диссертации изложен в 5 публикациях.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы 95 страниц машинописного текста, включая 30 рисунков, 14 таблиц и списка литературы из 43 наименований.

4.3 Выводы.

1. Результатом исследования зависимости температуры ТТВ от концентрации Н2 стала возможность в процессе производства ячеек ТТВ приводить их метрологические характеристики в соответствие с точным определением кельвина согласно международному документу "The International Temperature Scale of 1990", путем добавления в воду заранее л рассчитанного количества Н20, избежав тем самым технически сложной процедуры получения воды с пониженным содержанием 2Н. Для ячеек производства ВНИИМ расчетная величина добавки составляет 25-27 мкмоль 2Н.

2. Анализ результатов сличений КС-7 показал, что при наклоне кривых погружения от 7 мкК/см (соответствует гидростатической зависимости) до 15 мкК/см в термометровом канале ТТВ не приводит к изменению температуры ТТВ. Следовательно, можно предположить, что при измерении температуры ТТВ нет необходимости соответствия температурного поля в термометровом канале гидростатическому давлению. Если кривые погружения имеют наклон от 7 мкК/см до 15 мкК/см, то измерение температуры ТТВ можно считать правильным.

3. Численное моделирование температурного поля в термометровом канале ампулы показало, что для ампул хранящихся в снегу (условия хранения во ВНИИМ) теплоподвод тепла к чувствительному элементу отсутствует, а следовательно отсутствует систематическая неопределённость в измерении температуры ТТВ связанная с теплоподводом.

4. Исследование кривых погружения для ампулы, хранящейся в термостате в затопленном виде, показало влияние воды из термостата на температурное поле в термометровом канале ТТВ. Следовательно, при сличениях ТТВ, наклон кривых погружения представленных странами-участниками может отличаться от измеренных страной-организатором, если условия хранения ТТВ разные.

5. Экспериментальное исследование воспроизводимости и длительности площадок для реперной точки ртути и воспроизводимости для тройной точки аргона показало соответствие этих параметров международным требованиям по реализации низкотемпературных точек. Результатом исследований точки плавления ртути и тройной точки аргона стала возможность включения этих точек в состав эталона-копии, что обеспечило возможность градуировки во ВНИИМ термометров сопротивления в низкотемпературной области МГШ-90.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения настоящей диссертационной работы решена научно-техническая задача по повышению воспроизводимости МТШ-90 и совершенствованию метода её реализации.

Наиболее значимыми являются следующие результаты:

- разработаны математические модели тепловых процессов в печах и ампулах, что позволило оценить влияние конструктивных особенностей ампул реперных точек на неопределённость измерения температуры фазовых переходов, а также оценить достоверность метода измерения температурного градиента в ампуле, рекомендованного в международным документом Рабочей группы 1 Консультативного Комитета по термометрии.

- исследованы и уточнены критерии неравномерности температурного градиента в термометровом канале для реперных точек олова и цинка на разных этапах реализации фазовых переходов, а также экспериментально выявлено их влияние на температуру фазовых переходов.

- определена и исследована дополнительная составляющая неопределенности, возникающая из-за отклонения измеренного значения температуры реперной точки от принятой по определению температуры "ликвидус" для реперных точек затвердевания цинка и алюминия. Эта составляющая неопределенности ранее не рассматривалась при оценивании результатов измерений ключевых сличений.

- результаты экспериментального исследования зависимости температуры ТТВ от концентрации Н позволили в процессе производства ячеек ТТВ приводить их метрологические характеристики в соответствие с новым определением ТТВ.

- результаты исследований точки плавления ртути и тройной точки аргона показали возможность включения этих точек в состав эталона-копии, что обеспечило возможность градуировки во ВНИИМ эталонных термометров сопротивления в низкотемпературной области МТШ-90.

1. Preston-Thomas H. The international Temperature Scale of 1990 (ITS-90) // Metrologia, 1990 V.27. P. 3-10.

2. Preston-Tomas H., Blombergen P., Quinn T.J. Supplementaiy Information for International Temperature Scale of 1990 // Paviillon de Breteuil, Serves. Bureau International des Poids et Messures. 1990.

3. Mangum B.W., Blombergen P., Chattle M Felmuth B., Marcarino P., Pokhodun A.I. Recommended techniques for comparisons, at the highest level of accuracy, of fixed-point cells used for contact thermometer // Metrologia, 1999, V.36.-P. 79-88.

4. Mangum B.W. Blombergen P., Chattle M.V., Felmuth B., Marcarino P., Pokhodun A.I. On the influence of impurities on fixed point temperature // Document CCT 99,11, submitted to the 20th Meeting of the Comité Consultatif de Thermometrie.

5. Mangum B.W., Strouse G.F., Guthrie W.F. CCT-K3: Key Comparison of Realizations of the ITS-90 over the Range 83,8058 K to 933,473 K // NIST Technical Note 1450,2002.

6. Fellmuth B., Fisher J. and Tegeler E. Uncertainty budgets for characteristics of SPRTs calibrated according to the ITS-90 // BIPM Consultative commenitte on thermometry working document CCT2001-02

7. Renaot E., Bonnier G. Combined standard uncertainty SPRT calibration according ITS-90 // Document CCT/2000-17, submitted to the 20th Meeting of the Comité de Thermometrie, 2000.

8. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement // BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/TUPAP/OIML, 1995,-P. 101.

9. Fellmuth B., Fisher J. and Tegeler E. Uncertainty budgets for characteristics of SPRTs calibrated according to the ITS-90 // BIPM Consultative commenitte on thermometry working document Tempmeko, 2004.

10. Jimeno-Largo P., Bloembergen P., and Ancsin J. An experimental and theoretical analysis of the effect of the impurities on the adiabatic melting curve of silver // Presented to Tempmeko 2004.

11. Batagelj V., Bojkovski J., Drnovsek J. The Numerical Analyses of the Temperature Gradients inside the Fixed-point cell // TEMPMEK02004 Proceedings, Cavtat, Croatia, 2004.

12. Михеев M. А. Михеева И. M. Основы теплопередачи // Москва,1977.

13. Ярышев Н.А. Теоретические основы измерения нестационарных температур // Москва, 1967.

14. Лыков А. В. Теория теплопроводности //Москва, 1967

15. Ilin A.U. A Criterion for Uniformity of a Temperature Field in Realization of the ITS-90 Fixed Points // 8th International Temperature Symposium, 2002 C. 297-303.

16. Ильин А.Ю. Численное моделирование температурных полей в реперных точках для оценки теплового равновесия процессов измерения при реализации МГШ-90 // Приборы, 2004, №9. С. 32-35.

17. Ильин А.Ю. Критерии равномерности температурного поля при реализации реперных точек олова и цинка МТШ-90 // Измерительная техника, 2003, №11. С. 40-42.

18. Nubbemeyer H.G., Fischer J., CCT on Key Comparison 4. Comparison of Local Realizations of Aluminum and Silver Freezing Point Temperatures // Metrologia, Draft A, PTB, Berlin, 2001.

19. Baker H. et al. Alloy Phase Diagrams // ASM Handbook, Volume 3,1992.

20. Massalski Т. В.; editors, Okamoto H., Subramanian P.R., Kacprzak L. Binary alloy phase diagrams, 2nd ed., editor-in-chief // Materials Park, Ohio, ASM International, 1990.

21. Александров Ю.И., Иванова А.Г., Походун А.И. О температуре реперных точек МТШ-90 // Измерительная техника 2003, №11. С. 36-39.

22. Иванова А.Г., Ильин А.Ю. Анализ условий образования внутреннего фронта раздела фаз и их влияние на температуру затвердевания цинка // Измерительная техника 2004, №11. С. 43-46.

23. Tavener J.P., Fully defined water triple point cells // Proceedings of Tempmeko 2001, P. 431-475.

24. ASTM (2002), Standard Guide for use of water triple point cells, E1750-02, American Society for Testing and Materials // West Conshohoken, PA, USA 2002.

25. Fellmuth, В., Berger,D., and Wolber L. An international starcomparison of low temperature fixed point cells using sealed triple point cells // Proc. Tempmeko 1999, P. 233-238.

26. Pello R., Kohler R. Comparison of Water Triple-point Cells from different Manufactures I I Document CCT/2000-14,2000.

27. Stock M., and Solve S. Key comparison of water triple point cells // CCT-K7, Report B, 2005.

28. Furukawa G.T, and Bigge W.R. Reproducibility of some triple point of water cells // Temperature its Measurement and Control in Science and Industry Vol. 5, American institute of Physics, New York, 1982, V. 5. P. 291-297.

29. White D.R., Dransfield T.D., Strouse G.F., Tew W.L., Rusby R.L., Gray J. Effects Of Heavy Hydrogen and Oxygen on the Triple-Point Temperature of Water" // in Temperature: its Measurement and Control in Science and Industry, 2003, V.7-P. 221-226.

30. Fenick M.G., Calkins D.J., Perron N.M., Cragin J.H., and Kendall C. Diffusion model validation and interpretation of stable isotopes in river and lake ice // Hydol.Process, 2002 V16. P. 851-872.

31. Gerasimov S.F., Ivanova A.G., Ilin A.U., Pokhodun A.I. On the reproducibility of water triple point temperature // 8th International Symposium on Temperature and Thermal Measurements in Industry and Sciense, 2004 P. 261266.

32. Mendez-Lango E., A non-destructive method to evaluate the impurity content in triple point of water cells // Proceedings of Tempmeko 2001, 465-470 -P. 465-470.

33. Nicholas J.V., White D.R., Dransfield T.D. Isotope Influences on the Triple point of water and the definition of the Kelvin // Proceedings of Tempmeko 1996. -P. 57-62.

34. Furukawa G.T., Mangum B.W. and Strouse G.F., Effects of different methods of preparation of ice mantles of triple point of water cells on the temporal behaviour of the triple-point temperature // Metrología, 1997 V.34, P. 215-233.

35. Bloembergen P., Bonnier G., Ronsin H. An International Intercomparison of Argon Triple Point Calibration Facilities, Accommodating Long-stem Thermometers //Metrología, 1990, V.27. -P. 101-106.

36. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

37. Федеральное государственноеунитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева»

38. Рук. отдела термодинамики, д.т.н. А.И. Походун

39. Руководитель сектора, к.т.н. ^^околов

40. В рамках НИР «Игарец-ВЭ-98-П», в части ВЭ-29-06 (договор № 101/200 от 27.11.2000 г. между ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» и 32 ГНИИИ МО РФ), проведена модернизация военного эталона ВЭ-29-06.

41. В рамках договора № 2410/366-2005 от 4 мая 2005 г. между ВНИИМ им. Д.И. Менделеева и Белорусским государственным институтом метрологии (БелГИМ) была выполнена модернизация Национального эталона единицы температуры Республики Беларусь.

42. Заместитель начальника производственно-исследовательского отдела измерений теплотехнических величинизмерений теплотехнических величин1. Фи(сш/ Т.И. Дикун