基于固体密度标准的玻璃浮计校准系统

作     者：马鑫钰 

作者单位：中国计量大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王金涛;孙斌

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

主      题：密度计量 密度计 静力称重法 玻璃浮计校准 不确定度分析 

摘      要：密度计量与石油化工、量值传递、国防科研、人民生活等有着广泛的联系。玻璃浮计(又称玻璃密度计)是密度测量手段中常用的一种,目前国内的玻璃浮计校准装置已不能满足现有市场的校准需求。需要建立新型的玻璃浮计校准系统,实现将工作密度计组溯源到固体密度工作基准,提高玻璃浮计测量的准确性,同时避免有毒有害液体的使用。本文依照新的密度量传体系,建立两个量传过程,首先采用稳态悬浮法从固体密度基准量传至固体密度标准单晶硅环,再结合静力称量法,将固体密度标准量传至工作液液体密度,通过工作液实现对玻璃浮计的校准。主体的研究工作如下:1、对于目前的密度测量现状进行调查,对实验所需要测量的参数和变量进行分析,逻辑推导建立数学模型,将单晶硅材料的相对密度差值转换为对压强和温度的测算,并明确密度计校准所需参数和测量步骤;2、依据精度需求对装置进行选型,分别建立固体密度量传装置和玻璃浮计校准装置,并对各自子系统的性能进行分析,保证相关参数的稳定性,对两种工作液进行性质分析;3、完成对单晶硅密度标准的密度测量,保证其测量不确定度达到10级别;同时为了验证校准系统的测量精度,选取四支玻璃密度计分别对德国计量院和中国计量院的玻璃浮计检定装置进行对比分析,保证玻璃浮计的合成相对扩展不确定度在0.3个分度值(k=2)以下。