長期以來,溫度測量的基本標尺——溫度單位依賴實物性質,制約了相關前沿科學和尖端技術的發展。為了改變這一現狀,米制公約最高權力機構要求使用至少兩種獨立方法,實現玻爾茲曼常數精確測定,重新定義溫度單位。這是溫度計量史上最重大的變革,將深刻影響科學和技術發展。
該項目使我國成為對玻爾茲曼常數定值有貢獻的六個國家之一,並且在全球成為唯一實現了兩種方法測定的國家。主要創新包括:①提出了虛擬定程圓柱聲學測溫方法,解決了理想聲場無法實現的難題,突破了圓柱法測溫準確度極限;②發明了無感應誤差磁通量子調控技術,實現了寬頻量子準確度交流電壓信號合成;③提出了全要素精確匹配的量子噪聲測溫技術,消除了寄生濾波效應和電路非線性響應的影響,實現全球最佳測量;④提出了圓柱腔聲場和內長的原位實時精確測量方法,使得聲學測溫的上限從300℃擴展至1000℃以上。
項目成果應用於國際科技數據委員會玻爾茲曼常數的定值、米制公約最高權力機構溫度單位的重新定義,為我國在這一歷史性變革中贏得決策權。項目創新技術為國家重大工程第四代核反應堆堆芯溫度的直接測量提供了解決方案,為國防和航空航天等領域的溫度溯源提供支持,提升了國家溫度基準量值傳遞水平。項目組成員1人當選國際計量委員會委員、國際溫度諮詢委員會主席,1人任亞太計量組織氣候變化工作組主席,1人受邀加入國際基本物理常數工作組,極大地提高了我國在國際計量組織的話語權和主導權。
玻爾茲曼常數定值和溫度單位重新定義
項目主要完成單位:中國計量科學研究院,清華大學
團隊主要成員:
張金濤,屈繼峰,林 鴻,馮曉娟,周琨荔,段宇寧,段遠源,孫建平,張 凱,閆小克
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