Uluslararası Birimler Sistemi’ndeki (SI) Değişikliklere Rağmen, Sabit Noktalarınızdan Henüz Vazgeçmeyin...
Kasım 2018'de küresel metroloji topluluğu, Versailles'daki Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu'nun (BIPM) Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı sırasında Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) bir revizyon üzerinde anlaşmaya vardı. Oybirliği ile katılan 60 ülke, SI'yı tamamen doğanın değişmeyen özelliklerine dayanacak şekilde ayarlamayı kabul etti; bu durum bilim camiası için 150 yıllık bir rüya...
2019 Dünya Metroloji Günü'nden (20 Mayıs) başlayarak, ilk kez, SI'nın yedi temel biriminin tümü, doğa sabitleri veya teknik sabitler açısından tanımlandı. Bu tanımlamalar, temel birimlerin her biri için sayısal değerleri sabit ve değişmez olan temel bir sabit sunar. Sıcaklık için bu değişiklik, fiziksel ölçümü ifade etmek için Boltzmann sabitinin, suyun üçlü noktasını kullanmanın yerine geçtiğini ifade eder.
Üstteki Görsel: Uluslararası Birimler Sistemi (SI) ve Sabitler
2018'den önce, sıcaklık ve kütle için tanımlayıcı ölçümlerin somut bir şey olması gerekiyordu. Sıcaklık için referans, suyun üçlü noktası ve kilogram için genellikle Le Grand K olarak adlandırılan metal kütlesiydi. Orijinal 1793 tanımında kilogram, bir litre su olarak, metre ise , Kuzey Kutbu'ndan ekvatora olan mesafenin on milyonda biri olarak tanımlandı.. Temel birimlerin her biri, kilogram için bir metal kütlesinin kullanılması gibi, karşılaştırmak için fiziksel bir öğeye sahipti. Bu nesneler zamanla aşınır veya bozulur, giderek daha az hassas ölçüm oluşturur. Ayrıca, bu nesneler herkesin karşılaştırması için uygun değildi ve bu da daha fazla hataya yol açabilirdi.
Bu kadar çok şeyin hassas ölçümlere bağlı olduğu bir dünyada, yeni sistem doğruluk için fiziksel nesnelere olan bağımlılığı ortadan kaldırıyor. Revize edilmiş SI, zaman içinde değişmeyen ve gerçekten herkesin erişebileceği fiziksel bilim sabitlerine dayanır.
SI değişikliklerinden haberdar olmak için ne yapmalısınız?
Kısa cevap: henüz ortada hiçbir değişiklik yok. Şu anda, Boltzmann sabitini sıcaklığa sabit bir nokta kadar doğru bir şekilde bağlayabilecek bir cihaz yok, bu yüzden henüz sabit noktalarınızdan vazgeçmeyin.
Herhangi bir sıcaklık kalibrasyon uzmanı için amaç, sıcaklığın sabit noktalarda ölçüldüğü bir Standart Platin Dirençli Termometreden (SPRT) eninde sonunda uzaklaşmaktır. Sonunda sıcaklık kalibrasyonu, kuantum mekaniğine dayanan bir fotonik termometre veya Johnson gürültü termometresi gibi bir şeye geçecektir.Ancak şimdilik, sıcaklık kalibrasyonunda yaptığınız şeyi yapmaya devam etmemiz gerekiyor ; henüz hiçbir şey değişmedi. Sabit noktalar halen aynı sıcaklıkta, ITS-90 aynı ve sıcaklığı ölçmek için SPRT'leri kullanmaya devam edeceğiz.
Daha iyi belirsizlikler geliştirilecek. Boltzmann sabitini sıcaklığa sabit bir noktadan daha doğru bir şekilde bağlayabilen bir cihazın piyasaya sürülmesi 20 yıl olabilir, ancak bu esnada kulaklarınızı açık tutun. TEMPMEKO gibi sıcaklık konferanslarına katılmak güncel bilgi edinmenin bir yoludur. TEMPMEKO her üç yılda bir yapılır; sonuncusu 2019'da yapıldı ve bir sonraki 2022 için planlandı, ancak ertelendi.
Sı Yeniden Tanımlaması Ve Kuantum Fotonik Ve Johnson Gürültü Termometrisinin Yükselişi
Sıcaklık kalibrasyonunun geleceği için Frank Liebmann'dan tahminler:
Gelecekte, Kelvin'in kalibrasyon laboratuvarlarında nasıl gerçekleştirileceği muhtemelen değişecektir. Halihazırda kullanılan sabit noktalar, Boltzmann sabitini işimize daha doğru bir şekilde bağlayan bir cihaz, belki bir kuantum cihazı veya bir Johnson gürültü termometresi ile değiştirilecektir.
Bir fotonik termometre genellikle lazer kullanır ve bir lazeri, termometrenin belirli bir sıcaklıkta fiziksel olarak ne yaptığına bağlı olarak belirli bir ışık dalga boyuna kilitler. Bir Johnson gürültü termometresi, gürültünün merkez noktasını bulmak için elektrik gürültüsünü kullanır ve ısıyı tanımlamak için bunu frekansla karşılaştırır
Üstteki Görsel: Bilim adamları ötektiği kanıtlamak için bu 4181 Hassas Infrared Kalibratöre benzer bir prensiple çalışan kara cisim kalibratörleri kullanıyorlar.
BIPM, daha yüksek sıcaklıklar için daha sabit noktalar tanımlamaya çalışıyor. Gelecekteki laboratuvarlarımız, ötektik adı verilen, şu anda tasarlanmakta olan yeni sabit nokta ailesini görecek. Ötektik veya ötektik karışım, ayrı maddelerin veya bunların herhangi bir karışımının erime noktalarından daha düşük olan tek bir sıcaklıkta sıvı olarak birbirinin içinde eriyen bir dizi maddedir. Şu anda en yüksek sabit noktalar, neredeyse 1100 °C'ye kadar ısınan altın ve bakırdır. Ötektik, metrologlara ve teknisyenlere 1084.62 °C olan bakır noktanın üzerindeki sıcaklıklarda daha iyi izlenebilirlik sağlayacaktır.
Bilim adamları radyasyon termometresi kullanarak ötektiği kanıtlamak için çalışıyorlar; Fluke Calibration 4180/4181 Hassas Kızılötesi Kalibratörlerine benzer bir prensipte ancak düz bir plaka yerine boşluklu bir kara cisimle çalışan bir kara cisim kalibratörü alıyor ve bunu ötektik boyunca bakır, alüminyum, gümüş, çinko ve/veya altının gümüş üçlü noktasıyla karşılaştırıyorlar. Bu yeni aile tanımlandığında, termokupl kalibrasyonu için büyük bir fark yaratacaktır.
Termokupl dünyasında, farklı tel kombinasyonlarına bakmak için de çalışmalar yapılmaktadır. Bu, daha yüksek sıcaklık ölçümleri elde edip edemediklerini görmek içindir. Bu yeni kombinasyonlar bizim laboratuvarlarımızda çalışılmadan önce, bu yeni termokuplların nasıl kalibre edileceğini bulmak için de çalışma yapılmalıdır, yani bu ilerleme için hala uzun bir yol var.
Önerilen Kaynaklar
Tempmeko 2019 Sıcaklık Metroloji Konferansı – Fluke Calibration'ın Konferansa Genel Bakışı
Sıcaklık Kalibrasyonunda Sıcaklık Simülasyonu
Laboratuvarınız için doğru sıcaklık kalibrasyon banyosunu satın alma
Sıcaklık kalibrasyonu uygulama notları
Öğrenmeye devam edin:
İlgili ürünlerimiz: