比对法真空计量标准装置的研制

比对法真空计量标准装置是一种结构简单、操作方便、检定效率高、实用性强的二等真空标准装置。主要技术要求完全符合国际标准化组织(ISO)和国内有关真空标准的规定,尤其适用于真空计量二级站和一些基层单位大量常规校准,校准范围为10~5～10~(-4)Pa,总不确定度小于10％。在10~(-4)Pa范围内,压力的稳定度好于1％,在1～10~5Pa范围内,压力的稳定度好于0.5％。该标准装置的极限压力达10~(-6)pa。     

国家扭矩基准机的不确定度分析

详细介绍了由中船重工第七○四研究所和中国计量科学研究院联合研制的100 Nm国家扭矩基准机的各部件测量不确定度的分量组成,通过部件法进行了不确定度计算,结果表明该装置达到了2×10-5(k=2)的水平。通过和德国PTB进行的装置国际比对,也验证了100 Nm国家扭矩基准机达到了国际领先水平,填补了国内空白。     

PTB关于实现量子计量三角的研究

PTB量子计量三角的组成部分为量子霍尔电阻标准、约瑟夫森电压标准和一个电子计数电容标准(ECCS),而电容的校准能力在量子计量三角的建立过程中起了很重要的作用。为了计算电子个数,采用了一个被称为r电子泵的低温真空电容,其电容值为1pF的十进制整数值。目前整个设备尚未正式运行,某些部件还处于研制阶段。虽然低温电容值在循环后的重复性好于10-6,但是要使量子计量三角型的不确定度达到预期的10-7以内,30 s的电子测量的停留时间还是相对较短。此外,计算电容的校准能力和量子霍尔电阻均有所改进。     

大电阻和小电流计量标准

本文对10~(13)～10~(15)Ω大电阻和10~(-12)～10~(-15)A 小电流计量标准进行了系统叙述,分析了这类标准在国外的发展状况,对比了两类标准的电容积分-徽分型的工作原理,确认它是最佳实现形式。讨论了电路实现的关键元部件,指出在这样的极限参数范围内的元器件的水平最终限制了计量标准的技术性能,给出了改进的途径,以脉冲调宽方法来实现积分器及计量参数调节,进而减少对元件的依赖,并提出了适用的标定方法。     

量子真空标准研究进展

2018 年,国际计量局将对国际单位制7 个基本量进行重新定义或重述。基于光学方法的真空计量新方法、新概念进一步发展,促进真空计量标准向量子化迈进,对真空基本量复现以及今后真空国际单位制的重新定义（由压力的SI 单位帕斯卡（Pa）向气体密度单位（mol/m3 或分子个数/m3,变化）具有重要意义。与传统计量技术相比,利用光学方法所建立的量子真空计量标准具有不需要自校、溯源链零长度、响应快、准确度高、可在多个地点及不同时间复现等优点,为真正意义上的绝对原级标准。本文介绍了美国国家标准与技术研究院（NIST）、德国联邦物理技术研究院（PTB）及瑞典国家测试和检定研究院（SNTRI）等机构开展的基于折射率、吸收光谱、冷原子3种光学方法的新一代量子真空计量标准研究进展,对原理、关键技术及难度挑战进行了阐述和分析。     

国家标准局新的时间、频率服务

一、引言 1983年国家标准局(NBS)建立了两项新的时间和频率服务。这两项服务的建立使得用户能比以前更精确地、更不费力地得到溯源于NBS的时间和频率。这些新的服务可以为那些要求时间传递精度在3毫微秒到1微秒范围内的或要求频率校准性能在10~(-11)到10~(-14)范围内的用户服务。然而,有许多不需要这么高精度的应用,用户也能从这些服务得到好处,这是因为其自动化程度高,使用简单、并有NBS的帮助。     

国际计量局主办九国高真空标准比对

1988年11月～1989年6月,国际计量局主办了九国高真空标准比对,参加的国家有西德、法国、意大利、英国、捷克斯洛伐克,中国、印度、美国和日本,比对压力为10~(-4)～1Pa 的甚低压,使用氩气为测试气体。此外,还有五个实验室以氢气为测试气体,使用四个自旋转子真空规为传递标准。主导实验室(西德物理技术研究院)和参加实验室之间的传递不确定度为0.16～     

LIP与PTB真空计量标准的比对

1987～1989年,采用我国生产的DL-2型热阴极电离规为传递规,分别对LIP的新型标准压缩式真空计标准装置与PTB的静态膨胀标准装置进行了两轮比对。比对中,使用He、Ar、N_2三种气体。比对结果,最大偏差为1.48％,DL-2规的重复性为+0.49％(PTB)和-0.88％(LIP)。LIP从美国MKS公司购买的SRG-2规,在PTB进行了校准。运到我国后,LIP进行了认真的校准。双方的数据偏差小于013％。     

定容式流导法微流量校准装置的设计

定容式流导法微流量校准装置是气体微流量的计量标准,由定容式流量计和流导法两部分组成,定容式流量计用于大流量的测量,流导法用于小流量的测量。定容式流量计有两种工作模式,可测量流入定容室的气体流量;也可测量流出定容室的流量。该校准装置,可采用定容法和流导法对气体微流量进行校准,校准范围为(5×10-2~5×10-11)Pa.m3/s,合成标准不确定度为0.56%~1.70%。     

关于为全球定位系统第一阶段时域测量而建立的NBS双混频时差系统的报告

根据1975年频率控制年会上报告的一篇文章,NBS被要求建立一个双混频时差测量系统。本报告的内容包括满足这种要求的双混频时差系统的设计、制作和测试。该系统的时差测量精度约为0.1ps,准确度约为10ps;同样,频率稳定度的精度可描述为σ_y(τ)≈10~(-13)τ~(-1),0.1s<τ<10~3s,在τ约等于半天时,它等于10~(-16)。全球定位系统计划的第一阶段对该系统的要求是对载于卫星上的钟进行测量。本报告所述双混频时差系统,是能够容易地满足该计划整个时域测量要求的唯一系统。从1975年频率控制年会上报告的原型双混频时差系统获得进一步认识的同时,为满足全球定位系统第一阶段所用时域测量系统的要求,对双混频时差系统的设计和制作作了适当的修改。这些修改包括:一对NBS设计的、用于隔开来自公共振荡器的信号的隔离放     

航天器表面材料电导的研究与测量

本文分析了航天材料电导能力对表面电荷积累的重要影响。描述了航天材料表面电导和体电导的测试方法。给出了一些样品的电导与真空的关系并作了讨论。     

极高真空技术的发展

总结了极高真空(XHV低于10-9Pa的压力范围)获得和测量方法以及获得和测量极高真空的限制因素,描述了降低XHV系统器壁和元件(包括真空规或残余气体分析器)出气率采用的技术。     

KM6载人航天器空间环境试验设备

KM6载人航天器空间环境试验设备是中国最大的一台空间环境模拟试验设备 ,是国际上五大典型空间环境试验设备之一。已建成的有 9个分系统 ,模拟室由三舱组合 ,主模拟室直径 1 2 m、高 2 2 .4m,极限真空度 4.5× 1 0 - 6Pa、热沉温度 1 0 0 K,主要性能达到国际先进水平。文章对其技术指标、系统组成、功能、特点进行了介绍 ,并给出了试验结果 ;对研制过程中的重要技术问题进行了分析     

Simulation experiments of the effect of space environment on bacteriophage and DNA thin films.

The main goal of PUR experiment (phage and uracil response) is to examine and quantify the effect of specific space conditions on nucleic acid models. To achieve this an improved method was elaborated for the preparation of DNA and bacteriophage thin films. The homogeneity of the films was controlled by UV spectroscopy and microscopy. To provide experimental evidence for the hypothesis that interplanetary transfer of the genetic material is possible, phage T7 and isolated T7 DNA thin films have been exposed to selected space conditions: intense UVC radiation (lambda=254 nm) and high vacuum (10(-4) Pa). The effects of DNA hydration, conformation and packing on UV radiation damage were examined. Characteristic changes in the absorption spectrum, in the electrophoretic pattern of DNA and the decrease of the amount of PCR products have been detected indicating the photodamage of isolated and intraphage DNA.     

小孔流导法材料放气率测量装置的设计

介绍了小孔流导法测量真空材料放气率的原理和测量装置的设计方案。该装置由真空抽气系统、流导法测量系统、压力测量与质谱分析系统等三部分组成,设计的核心思想是采用对称的双测试室结构设计,可以精确测量测试室和分离规等带来的本底吸放气影响,并可实现实时、动态测量。装置的测量范围为（1×10^-7-1×10^-14）Pa.m^3/（s.cm^2）,温度测试范围为45℃-500℃,极限真空度为5×10^-8Pa。     

月面钻进真空环境模拟装置的设计与验证

探月工程（三期）项目提出了在月面进行至少2 m深度的钻取采样任务,前期需要在地面进行模拟月面钻进过程热特性的研究,为此本文发明了一套月面真空环境模拟装置。根据模拟月壤钻进试验的要求,设计了一种可从底部抽气的三段式可多次拆装的真空罐结构。考虑到模拟月壤的颗粒大小和快速抽真空的要求,设计了一种筛网状具有多层过滤结构的月壤筒。根据在真空度不变的条件下可进行连续多次钻进试验的要求,设计了可从外部操作的具有缺齿结构的月壤筒转动机构。由真空度要求和可耐粉尘的特性要求,选取了三级扩散泵组。实验表明,在不放置模拟月壤的情况下,本环境模拟装置中的真空度可达10-1 Pa,在放置模拟月壤的情况下,真空度可达7 Pa,能够满足模拟月面钻进过程热特性试验的要求。此外,通过测量抽真空过程中真空度随时间的变化情况还得出了模拟月壤出气量曲线,对模拟月壤真空系统的实验应用具有重要价值。      

Long-term survival of bacterial spores in space.

On board of the NASA Long Duration Exposure Facility (LDEF), spores of Bacillus subtilis in monolayers (10(6)/sample) or multilayers (10(8)/sample) were exposed to the space environment for nearly six years and their survival was analyzed after retrieval. The response to space parameters, such as vacuum (10(-6) Pa), solar electromagnetic radiation up to the highly energetic vacuum-ultraviolet range (10(9) J/m2) and/or cosmic radiation (4.8 Gy), was studied and compared to the results of a simultaneously running ground control experiment. If shielded against solar ultraviolet (UV)-radiation, up to 80 % of spores in multilayers survive in space. Solar UV-radiation, being the most deleterious parameter of space, reduces survival by 4 orders of magnitude or more. However, up to 10(4) viable spores were still recovered, even in completely unprotected samples. Substances, such as glucose or buffer salts serve as chemical protectants. With this 6 year study in space, experimental data are provided to the discussion on the likelihood of "Panspermia".     

The potential of the lichen symbiosis to cope with the extreme conditions of outer space II: germination capacity of lichen ascospores in response to simulated space conditions.

Complementary to the already well-studied microorganisms, lichens, symbiotic organisms of the mycobiont (fungi) and the photobiont (algae), were used as "model systems" in which to examine the ecological potential to resist to extreme environments of outer space. Ascospores (sexual propagules of the mycobiont) of the lichens Fulgensia bracteata, Xanthoria elegans and Xanthoria parietina were exposed to selected space-simulating conditions (up to 16 h of space vacuum at 10(-3) Pa and UV radiation at 160 nm < or = lambda < or = 400 nm), while embedded in the lichen fruiting bodies. After exposure, the ascospores were discharged and their viability was tested as germination capacity on different culture media including those containing Mars regolith simulant. It was found that (i) the germination rate on media containing Mars regolith simulant was as high as on other mineral-containing media, (ii) if enclosed in the ascocarps, the ascospores survived the vacuum exposure, the UV-irradiation as well as the combined treatment of vacuum and UV to a high degree. In general, 50 % or more viable spores were recovered, with ascospores of X. elegans showing the highest survival. It is suggested that ascospores inside the ascocarps are well protected by the anatomical structure, the gelatinous layer and the pigments (parietin and carotene) against the space parameters tested.     

热离子质谱分析仪的研制及定标

热离子质谱分析是空间等离子体探测的核心技术之一.热离子质谱分析仪采用了半球形静电分析器结合基于碳膜的飞行时间系统方案,是目前应用最广泛、最成熟的空间热离子质谱分析技术.热离子质谱分析仪解决了三项关键技术,即5mV高分辨扫描高压,10~20nm超薄碳膜处理以及30kV超高加速电压.分析仪原理样机在瑞士伯尔尼大学完成了定标试验,实现指标参数如下:能量范围为0.499eV~29.94keV,能量分辨率为10.5%;能够实现离子成分H+,He+,O+的分辨;视场范围为360°×8.4°,角度分辨率为22.5°×8.4°.基于热离子质谱分析仪的研制基础,可以进一步开发出更高质谱分辨、更大探测视场以及小型化的等离子体探测载荷.