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一次温度標準の必需品
- 不確かさ0.0001 ℃以下の安価で使いやすい標準器
- 4種類の寸法と2種類の材質(石英とガラス)から選択可能
- 国際標準VSMOWの同位体組成
水の三重点は、最も正確で基礎的なだけでなく、最も安価で使いやすい、実現可能な温度標準です。
水の三重点セルの必要性
水の三重点セルには4つの重要な用途があります。まず第一に、校正と校正の間の期間(温度計を輸送した場合は校正直後も含む)の許容範囲を超える温度計のドリフトの確認です。次回の校正までの期間の温度測定の信頼性を維持するうえで中間チェックはたいへん重要です。第二に、水の三重点という重要な校正ポイントを、極めて優れた不確かさで実現します。
第三に、比(様々なITS-90定点での抵抗と、水の三重点での温度計の抵抗との比を"W"で表したもの)を用いてプローブの特性付けを行っている場合、水の三重点での中間チェックを行うことで、重要な温度計標準を素早く簡単に更新することができ、校正間隔を延長することができます。
最後に、ITS-90では、水の三重点は273.16 K(0.01 ℃)とされており、1 ケルビンは水の三重点の熱力学温度の1/273.16と定義されていることから、水の三重点は実用的な温度目盛(ITS-90)と熱力学温度目盛が交わる点ということになります。
優れた水の三重点セルは、純水と純粋な蒸気しか含んでいません。(残気はほとんど残っていません。) 水の一部が正常に氷結し、三相の水がセル内に同時に存在している時、“水の三重点”が実現しますが、ハートのセルはこの温度を拡張不確かさ 0.0001 ℃以下、再現性 0.00002 ℃以内で達成します。
簡単に言うと、水の三重点セルはガラスと水のみで作られていますが、単なるガラスと水ではありません。まず第一に、中に入っているのはただの水ではないのです。
重水
フルーク・キャリブレーションのセルに充填されているのは注意深く何度も蒸留された海洋水で、慎重に真空排気してから密封することで、「ウィーン標準海洋水(VSMOW)」の同位体組成を理想に近い状態で維持しています。
ほとんどの水中の酸素原子は、主に 8 つの陽子と 8 つの中性子で構成されています(16O)しかし中には中性子が1つ(17 O)または2つ(18 O)余分にある酸素原子もあります。同様に、水の水素原子は通常陽子 1 つのみで構成されています(1H)が、中には中性子も伴って(2H)「重」水となるものもあります。海洋水、極地水、大陸水の中には、これらの同位体が異なる割合で同時に存在しており、中でも海洋水が最も重い水となっています。
ITS-90 では、水の三重点セルには「実質的に海洋水の同位体組成」を持つ水を使用するよう推奨しています。同位体組成に関連した TPW の誤差は 0.00025 ℃にもなることが調査で明らかになっています。フルーク・キャリブレーションのセルでの VSMOW 誤差による不確かさは ±0.000007 ℃以下です。
フルークでは、低コストで水の三重点セルの同位体組成を検証できる方法を2つご案内しています。1 つは、セルから採取した試料水を試験機関に提出し(製造完了後に採取するため、有効な比較が得られます)、テスト・レポートをお渡しするものです。もう 1 つの方法は、お客様ご自身でテストが行えるように試料水をアンプルに封入してお送りします。同じセルから複数のサンプル(実質いくつでも)を提供できるため、経時変化を確認することも可能です。
不純物
同位体組成による誤差よりもずっと生じやすいのが、水中の不純物が原因の誤差です。フルーク・キャリブレーションのセルは何度も蒸留を行い、特別な技法を用いることで水の純度を保っています。例えばフルーク・キャリブレーションの一次標準ラボでは石英セルとガラス蒸留システムを、汚染を招く恐れのあるハードウェアを介して結合するのではなく直接つなげるという方法が採られています。
ガラス vs. 石英
フルークの水の三重点セルは通常、ホウケイ酸ガラスか溶融シリカ(石英)かをお選びいただけます。2 つの違いは、ガラスは石英よりも安価ですが、多孔質であるため時間の経過と共に不純物の透過を許してしまいます。調査によると、ガラス製のセルのドリフトの代表値は約 0.00006 ℃/年です。
多様なサイズ
フルークの水の三重点セルには4種類のサイズがあります。モデル 5901A、5901C、5901D には、それぞれ石英とガラスがあり、温度計の浸没度は 265 mm です。各モデルの一番大きな違いは(5901A のアームを除けば)、ウエルの内径です(仕様タブのセルの寸法をご参照ください。 5901C セルの内径は材質によって異なります。)。セル内の水の三重点を何週間も維持できるバスも各種取り揃えてあります。どのセルの場合も、NVLAP 認定の校正成績書をご希望の際は、モデル No.1904-TPW でご注文ください。
5901A セルにはアームが付いており、このアームはハンドルやフック、またはセル内の残留空気を確認するマクラウド真空計として利用することができます。フルークでは慎重に製造工程が決定されており、石英セル内の気泡をガラス・セルの気泡と同程度に小さく抑えています。4 つ目のサイズのセルは 5901B で、他のセルに比べてかなり小さく、ガラス・セルのみです。このセルは、TPW の実現と維持を自動的に行う 9210 メンテナンス装置と合わせて使用するように設計されています。9210 と 5901B の組み合わせは、温度計の校正にもセンサーのドリフトの定期的なチェックにも最適です。
アクセサリ
大きめのセルで TPW を実現する最も簡単な方法としては、2031A「クイック・スティック」イマージョン・フリーザーを使えば、ドライアイスとアルコールを用いてセル内に迅速にマントルを形成することができ、アイス・マントルの形成中に絶えず手を加える必要がありまs。
フルークでは各三重点セルに保険をかけることもできます。三重点セルの取り扱いは容易であり、TPW の実現が難しいということはありませんが、デリケートなものでアクシデントが起こらないとは言えません。低額な料金で、1 年間の保証を提供します。問題が起きたときにはご連絡ください。原因に関わらずセルを交換します。
温度標準の技術者にとって、信頼できる水の三重点セルほど重要なツールはありません。フルーク・キャリブレーションのセルは適切な水、適切な容器、適切な製造方法を採用しており、最高レベルのセルであることが保証されています。
仕様 |
5901A-G | 5901A-Q | 5901C-G | 5901C-Q | 5901D-G | 5901D-Q | 5901B-G |
拡張不確かさ(k=2) | < 0.0001 °C | < 0.0002 °C | |||||
再現性 | 0.00002 °C | 0.00005 °C | |||||
寸法 | 50 mm OD 12 mm ID 450 mm long |
60 mm OD 13.6 mm ID 420 mm long |
60 mm OD 14.4 mm ID 420 mm long |
60 mm OD 12 mm ID 420 mm long |
30 mm OD 8 mm ID 180 mm long |
||
浸没度(水面からウエルの底) | 265 mm | 118 mm | |||||
材質 | ホウケイ酸ガラス | 溶融シリカ(石英) | ホウケイ酸ガラス | 溶融シリカ(石英) | ホウケイ酸ガラス | 溶融シリカ(石英) | ホウケイ酸ガラス |
水源 | 海洋 | ||||||
dDVSMOW | ± 10 ‰ (± 1 %) | ± 20 ‰ | |||||
d18OVSMOW | ± 1.5 ‰ (± 0.15 %) | ± 3 ‰ | |||||
VSMOWからの偏差効果 | ± 7 µK | ± 14 µK |
型式 | 詳細 |
---|---|
5901A-G |
TPW セル、内径12 mm、ハンドル付き、石英シェル |
5901A-Q |
TPW セル、内径12 mm、ハンドル付き、石英シェル |
5901C-G |
TPW セル、内径13.6 mm 、ガラス・シェル |
5901C-Q |
TPW セル、内径14.4 mm 、石英シェル |
5901D-G |
TPW セル、内径12 mm、ガラス・シェル |
5901D-Q |
TPW セル、内径12 mm、石英シェル |
5901B-G |
ミニTPW セル、ガラス・シェル |
Accessories common to all models:
アクセサリ | 詳細 |
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3901-11 |
TPW セル用均熱ブロック、5901/5901A 用、内径 7.5 mm |
3901-12 |
TPW セル用均熱ブロック、5901/5901A 用、内径 5.56 mm |
3901-13 |
TPW セル用均熱ブロック、5901/5901A 用、内径 6.35 mm |
3901-21 |
TPW セル用均熱ブロック、5901C用、内径7.5 mm |
3901-22 |
TPW セル用均熱ブロック、5901C用、内径5.56 mm |
3901-23 |
TPW セル用均熱ブロック、5901C用、内径6.35 mm |
2031A |
「クイック・スティック」イマージョン・フリーザー |
1904-TPW |
定点セル認定比較校正、水の三重点 |
5901-ITST |
同位体組成分析、TPWセル |
5901-SMPL |
サンプル水、TPWセル(密閉ガラス・アンプルで提供) |
Priority Gold Instrument CarePlan |
フルークの Priority Gold Instrument CarePlans は、当社のほとんどの製品でご利用になれます。詳細については、最寄りのフルーク販売特約店にお問い合わせください。また、お見積のご依頼もお待ちしております。カスタマー・ケア・センター (877-355-3225) までお電話をいただくか、または電子メール (careplans@flukecal.com) もご利用いただけます。 |
Silver CarePlan |
フルークの Silver CarePlan は、当社のほとんどの製品でご利用になれます。詳細については、最寄りのフルーク販売特約店にお問い合わせください。また、お見積のご依頼もお待ちしております。カスタマー・ケア・センター (877-355-3225) までお電話をいただくか、または電子メール (careplans@flukecal.com) もご利用いただけます。 |
製品マニュアル |
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アプリケーション・ノート |
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一般的な校正/計測に関するトピック |
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データ・シート |
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論文/アプリケーション・ノート |
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Why Use an Annealing Furnace? |
ビデオ |
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水の三重点セルの実現方法(動画) |
On-Demand Webinars |
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Kelvin Redefinition and What It Means for You |
Overcoming Drift: Tips to Maintaining Your PRTs |
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