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光频梳精密测量543 nm稳频He-Ne激光波长方法研究

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中国激光 2024年第13期51卷 87-94页

作者：俞秋叶王建波殷聪毕文文雷李华张宝武孔明中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 上海市计量测试技术研究院上海201203

报道了一种利用光频梳精密测量543 nm He-Ne激光波长的实验方法,该方法采用偏频锁定技术将1086 nm连续分布式反馈光纤激光器锁定至光学频率梳,然后通过非线性光学晶体周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频产生高稳定的543 nm连续激光。以倍频产生... 详细信息

报道了一种利用光频梳精密测量543 nm He-Ne激光波长的实验方法,该方法采用偏频锁定技术将1086 nm连续分布式反馈光纤激光器锁定至光学频率梳,然后通过非线性光学晶体周期性极化铌酸锂(PPLN)倍频产生高稳定的543 nm连续激光。以倍频产生的543 nm激光作为参考标准光源,通过光学拍频方式实现被测543 nm热稳频He-Ne激光器波长的精确测量。实验结果表明,分布式反馈光纤激光器与光频梳锁定后3 h内的频率波动极差为0.2 MHz,且能长时间保持可靠的锁定状态。被测543 nm热稳频He-Ne激光器的频率抖动极差为1.3 MHz,标准差为0.2 MHz,1 s和1000 s的频率稳定度分别为2.1×10^(-10)和1.1×10^(-10),波长复现性为0.2 MHz,该方法的测量结果与利用碘稳频543 nm He-Ne激光拍频测量的数据等效。将1086 nm激光与光频梳连接,再通过倍频方式实现低功率543 nm He-Ne稳频激光波长的测量,该方法能够直接实现激光波长测量向时间频率基准的溯源,有效保证了测量结果的准确性。

关键词：测量计量学激光稳频光学频率梳 543 nm He-Ne稳频激光光波长测量偏频锁定

时间戳服务到UTC(NIM)的溯源方法研究

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 176-183页

作者：张宇贾正森龙波王玉琢贵州省计量测试院贵阳550003 中国计量科学研究院北京100029

原子时标国家计量基准UTC(NIM)由中国计量科学研究院维护和保持,溯源至协调世界时(UTC),是统一全国时间频率量值的最高依据。随着信息技术的不断发展,时间戳服务被广泛应用于司法、医疗、金融、电子商务、知识产权等领域。根据我国在贸... 详细信息

原子时标国家计量基准UTC(NIM)由中国计量科学研究院维护和保持,溯源至协调世界时(UTC),是统一全国时间频率量值的最高依据。随着信息技术的不断发展,时间戳服务被广泛应用于司法、医疗、金融、电子商务、知识产权等领域。根据我国在贸易结算、医疗等领域对法制计量的需求,时间戳机构(TSA)提供的时间应溯源至UTC(NIM)以实现国内统一和国际互认。本文提出使用一种校准器对TSA提供的时间进行远程和本地评估。实验结果表明,在局域网进行本地校准时,TSA与UTC(NIM)时间偏差的不确定度(k=2)小于2 ms;在广域网环境下,即使校准器与TSA之间相距超过1000 km,TSA与UTC(NIM)时间偏差的不确定度(k=2)小于713 ms。

关键词：时间戳校准溯源性

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基于氘氚关系的固体聚合物电解浓氚仪的标定

核技术 2024年第4期47卷 83-89页

作者：王晨旭薛孝宠刘佳煜曾友石邓珂张钦朱励骁刘卫戈立新中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049 上海市计量测试技术研究院上海201203 上海市辐射环境安全技术中心上海200065

固体聚合物电解水(Solid Polymer Electrolyte,SPE)在低活度氚水浓集测量中具有无电解质添加、电流大、无限减容比、安全环保等优势。然而标定其氚的富集因子E_(t)时需采用高活度的氚水标样,这会造成系统的氚记忆效应。为了避免高活度... 详细信息

固体聚合物电解水(Solid Polymer Electrolyte,SPE)在低活度氚水浓集测量中具有无电解质添加、电流大、无限减容比、安全环保等优势。然而标定其氚的富集因子E_(t)时需采用高活度的氚水标样,这会造成系统的氚记忆效应。为了避免高活度氚水的污染,采用氘内标法对SPE浓氚装置进行标定。根据电解过程中氚分离系数(β)和氘分离系数(α)的强关联性,得到装置常数k值:α(β-1)/(β (α-1));从而基于氘富集因子E_(d),确定SPE电解浓氚仪的氚富集因子(E_(d))^(k)。实验结果表明:k值在同款电解槽间波动较小,均值为1.088 9,变异系数为0.89%;k值受电解初始水量影响小,对电极材料敏感。k值作为常数用于同类型电解槽的标定具有高准确性和精密度。

关键词：固体聚合物电解水分离系数氚氘氚富集因子氚回收率

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标准铂钴电阻温度计百次低温温循稳定性研究

哈尔滨工业大学学报 2024年第6期56卷 133-142页

作者：宋耀楠刘思琦张海洋高波李福洪 PITRE Laurent 中法低温计量科学与技术国际联合实验室(中国科学院理化技术研究所) 北京100190 中国科学院低温工程学重点实验室(中国科学院理化技术研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049 东北大学冶金学院沈阳110819 云南大方米特尔实业有限公司昆明650300 法国国家计量院-法国国立科学技术与管理学院巴黎F93210

标准铂钴电阻温度计是0.65~24.5561 K(氖三相点)温区重要的测温器件,特别是高稳定的标准铂钴电阻温度计有潜力作为温度标定和温度国际比对的数据载体。为筛选出高稳定的标准铂钴电阻温度计,在前期研究基础上,建立以制冷机为冷源的温度... 详细信息

标准铂钴电阻温度计是0.65~24.5561 K(氖三相点)温区重要的测温器件,特别是高稳定的标准铂钴电阻温度计有潜力作为温度标定和温度国际比对的数据载体。为筛选出高稳定的标准铂钴电阻温度计,在前期研究基础上,建立以制冷机为冷源的温度计低温考核装置,5 K控温稳定性达13μK,24.5561 K控温稳定性达27μK,优于当前同类考核装置公开报道的控温稳定性结果。基于此,在5~24.5561 K温区开展标准铂钴电阻温度计百次低温温循研究,获得5支高稳定的标准铂钴电阻温度计,其中,4支50Ω标准铂钴电阻温度计的稳定性均优于0.2 mK@24.5561 K,1支100Ω标准铂钴电阻温度计的稳定性优于0.5 mK@24.5561 K,为当前标准铂钴电阻温度计低温稳定性国际最好结果。未来本文筛选的高稳定性标准铂钴电阻温度计将用于低温温度标定和低温温度国际比对等相关应用和研究。

关键词：低温考核装置控温稳定性标准铂钴电阻温度计低温稳定性低温温循

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月球历法中的问题讨论

计量学报 2024年

作者：刘民平劲松王乾娟北京东方计量测试研究所中国科学院国家天文台

月球上的观测者所见的天体运动或天象周期及其通算关系，称为“月球历法”。研究月球历法首先要分析月球所处的空间坐标结构，把月球放到分层嵌套的多级坐标系中研究，月球观测者从不同层级的坐标系中选择不同的参考物，将会测量得到不... 详细信息

月球上的观测者所见的天体运动或天象周期及其通算关系，称为“月球历法”。研究月球历法首先要分析月球所处的空间坐标结构，把月球放到分层嵌套的多级坐标系中研究，月球观测者从不同层级的坐标系中选择不同的参考物，将会测量得到不同的自转周期和公转周期。其次要分析月球历法的周期性和本地性，把观测者分为：月正面，月背面，晕圈，以及月球赤道等不同位置的观测者，分别从不同位置观测天象的周期，由于参照物不同可得出结论：如地球是最佳参照物，月球相对于地球无自转，但有摆动；参考太阳和恒星，虽然月面观测者看到了太阳和恒星的类似周期性运动，但周期间隔不均匀。因此月球与地球自转和公转运动的特点不同，地球上现有的历法规则不能照搬到月球。

关键词：历法月球历法自转公转白道黄道空间计量

基于小孔径光阑整形的低损耗飞秒光纤光栅制备

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中国激光 2024年第2期51卷 111-117页

作者：张鹏浩武洪波陈爽江文松张力中国航空工业集团有限公司北京长城计量测试技术研究所北京100095 中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018

针对飞秒激光逐点法制备的光纤布拉格光栅(FBG)损耗较大的问题,提出了一种基于小孔径光阑整形的低损耗飞秒光纤光栅制备方法。首先分析了孔径光阑限制下聚焦高斯光束焦场的能量分布,利用小孔径光阑整形获得了丝状焦场的孔径条件。利用... 详细信息

针对飞秒激光逐点法制备的光纤布拉格光栅(FBG)损耗较大的问题,提出了一种基于小孔径光阑整形的低损耗飞秒光纤光栅制备方法。首先分析了孔径光阑限制下聚焦高斯光束焦场的能量分布,利用小孔径光阑整形获得了丝状焦场的孔径条件。利用小孔径光阑整形的飞秒激光刻写装置制备FBG,在光阑孔径由10 mm逐步降低至1 mm的过程中,光栅条纹形态由圆形过渡到丝状,丝状光栅条纹对入射光的散射更弱、耦合效率更高,使插入损耗由0.90 dB降低至0.11 dB,短波损耗由4.01 dB降低至0.35 dB。受包层模与纤芯模耦合的影响,短波损耗以振荡形式存在,实验验证了涂覆层和低反射率对振荡的抑制作用。

关键词：光栅光纤布拉格光栅飞秒激光小孔径光阑插入损耗短波损耗

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石油烃污染土壤阴燃反应特性及修复效果研究

环境科学研究 2024年第8期37卷 1789-1797页

作者：姬大伟张生东张烨王进卿徐旭詹明秀中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310020 中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室北京100085

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过... 详细信息

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地,亟需修复。本研究以石油烃污染土壤为研究对象,采用自制的阴燃小试装置研究土壤热值、含水率和空气流量等因素对污染土壤阴燃反应特性及修复效果的影响,并探究了石油烃污染物在阴燃过程中降解路径。结果表明:石油烃污染土壤的阴燃反应温度区间为200~600℃,修复率普遍高于98.5%。当含水率增加5%时,阴燃峰面传播速率约减小46.3%,土壤含水率越高则阴燃峰面传播速率越小;当热值增加1.81 MJ/kg时,阴燃平均峰值温度会升高300℃。阴燃峰值温度随污染土壤热值的升高而增加;当空气流量为15~25 L/min时,阴燃峰面传播速率随空气流量的提高而增加。污染土壤阴燃过程中烯烃类物质的双键基团易被氧化断裂生成醛类物质,同时长链烷烃类物质的碳键易断裂生成中链烷烃类物质。研究显示,阴燃对石油烃污染土壤的修复效果显著,并且可以通过对影响因素的调控实现对阴燃过程的控制,相关结果将为有机污染土壤阴燃修复技术的工程化应用提供理论支撑。

关键词：石油烃污染土壤阴燃反应特性修复效果影响因素

无源无线应变传感器中压电材料接触力学模型研究

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仪器仪表学报 2024年第2期45卷 243-251页

作者：李子帆邹希岳梁晓瑜胡斌中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 中国特种设备检测研究院北京100029

针对现有无源无线传感器存在稳定性差,抗干扰能力不强,传输距离过短的问题,提出一种新型无源无线应变传感器。该传感器由两个线圈和一个体声波传感器组成,体声波传感器包括传力结构和石英晶片,其可将被测表面的应变转化为可检测的石英... 详细信息

针对现有无源无线传感器存在稳定性差,抗干扰能力不强,传输距离过短的问题,提出一种新型无源无线应变传感器。该传感器由两个线圈和一个体声波传感器组成,体声波传感器包括传力结构和石英晶片,其可将被测表面的应变转化为可检测的石英谐振频率偏移。首先,建立了半椭圆接触模型,研究接触力、激励电压、接触元件形状对石英的影响,以提高传感器性能;其次,设计了石英加载装置,实现石英表面微力加载研究;最后,搭建了无源无线应变传感系统,传输距离可达5 cm,分辨率约为4.2 Hz/με,应变测量范围为600με,重复性实验显示RSD为5.47%。实验结果表明,该传感系统具有良好性能,在未来将与无人机结合为大型结构应变测量提供有效的解决方案。

关键词：体声波无源无线传感器应变测量接触力学

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高频往复摩擦系统研制及运动控制策略研究

计量学报 2024年

作者：尹莉黄鹭孙淼陈少华杨家慧蔡晋辉姚燕中国计量大学计量测试工程学院中国计量科学研究院北京东方计量测试研究所

为推进高频往复摩擦磨损试验机的国产化进程，采用自研的高频往复摩擦系统，开展了摩擦磨损过程中高频往复稳定驱动控制技术的研究。通过建立摩擦阻力下振动仿真模型，模拟了高频往复运动控制过程，优化了实际运动控制策略。在上述基础... 详细信息

为推进高频往复摩擦磨损试验机的国产化进程，采用自研的高频往复摩擦系统，开展了摩擦磨损过程中高频往复稳定驱动控制技术的研究。通过建立摩擦阻力下振动仿真模型，模拟了高频往复运动控制过程，优化了实际运动控制策略。在上述基础上，开展了不同工况下的摩擦磨损实验。结果表明，自研运动控制策略实现了稳定的位移输出，典型试验工况下的位移示值误差不超过±2%，并将摩擦系数值与目前国际领先的高频往复摩擦磨损设备进行了比对，二者示值差异小于1%。

关键词：高频往复摩擦磨损试验机振动信号自适应控制摩擦磨损高频往复摩擦系统摩擦系数