音響気体温度計を用いた新SI定義に基づく高温温度標準の構築

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本研究では、これまで開発してきた、熱力学温度を高精度に測定可能な音響気体温度計の作製技術を活用し、測定範囲を高温領域まで拡張した高温用音響気体温度計の開発、および、その測定システムの構築を行っている。2022年度は、材質にステンレス（SUS316L）を用いた音響気体温度計の擬球形共鳴器を新規に設計・製作した。当新規共鳴器を高温域で使用するため、また、共鳴器自体と音響媒体として導入する単原子分子ガスを封入するために、圧力容器の設計・製作を実施するとともに、封入ガスの温度・圧力を供給・制御するためのシステムを構築した。新規設計・開発した共鳴器については、室温付近において動作テストを実施して電磁波共振モードの分離を観測し、正常に動作することを確認した。本音響気体温度計はコンデンサー型マイクロフォーンを送信用および受信用として用いることで音響共鳴を実現し、音速を測定して熱力学温度を決定するものである。本年度は150 ℃までの高温域で使用可能なコンデンサー型マイクロフォーンを準備し、新規に開発した音響プラグおよび新規の音響機器を用いて動作テストを実施して、性能確認を行った。共鳴器の有効半径の測定には、共鳴器に送信用および受信用アンテナを設置して電磁波共振を実現させる手法を用いている。本年度は、高温域用に開発した電磁波プラグに2種類のアンテナを設置して動作テストを行った。拡張した温度範囲での高精度な温度測定のために、ロングステム型およびカプセル型の2種類の標準白金抵抗温度計（SPRT）を準備し、1990年国際温度目盛（ITS-90）に従い、水の三重点およびインジウムの凝固点において校正を行った。