國家交付我們就要義無反顧地維護(hù)好
航(háng)天科工203所三十年如一日(rì),精心維護超導量子基準, 為固態(tài)電壓標準和標準電池進行量值傳遞,每年對近百台儀器進行檢定和校準工作。基準滿足了高準確度直流電壓量值溯源的需求,采用(yòng)國際上先進的超導量子技術(shù)來實現,將直流電壓量值的溯源準確度提(tí)高了2個量級。基準每隔(gé)幾年與國內外權威計量機構進行(háng)比對,曆次比對數據證明該基準裝置(zhì)的運行狀(zhuàng)況是穩定可靠的,保證了直(zhí)流電壓量值傳遞(dì)的準(zhǔn)確、統一,為我國航(háng)天、航空、船舶(bó)等行業進行了大(dà)量的量值傳遞工作,同時作為國(guó)家副(fù)基準也為眾多的計量(liàng)技術機構提供(gòng)高質量的校準服務。
工作人員進行(háng)基準量值傳遞的(de)場景
耐心把握操作細節開展基準實驗
基準實驗的難度非常大,由於技術指標要(yào)求非常高,實驗的每一個操作步驟需要特別細致。基準進行量值傳遞需要低溫液氦環境,在溫差達到約300度的高低溫循環中,實驗人員逐步摸索到切(qiē)實可行的操(cāo)作方法。實驗涉及了超導物理、精密測(cè)量、微波技(jì)術等多個專業領域,調試過程(chéng)中,需要考慮眾多因素及常溫(wēn)下、低溫下的各種狀態,需要多個參數相互匹配,才能保證其(qí)正常運行。在調試過程中,低溫液氦內部環境的微小變化會對器件的工作狀態造(zào)成(chéng)影響,經常(cháng)會遇到稀奇古怪的問題,未知狀(zhuàng)態(tài)下加大了調試的難度(dù),我們隻能在常溫下對超導器件的(de)工作參數進行觀測,因此必須(xū)根據超導器件的結構和工作特點(diǎn),通過微波驅動測試和(hé)偏置測試對(duì)器件的所有響應參數進行綜合分(fèn)析,找到問題產生的原(yuán)因,再針對(duì)其確定解決方(fāng)案。超導(dǎo)器(qì)件的工作狀態調試的非常複雜的,每次超(chāo)導器件冷卻後,微波頻率(lǜ)、微波功率和(hé)偏置信號的最佳工作點都不一樣,過(guò)大過小都不行(háng),有時還會相互影響,我們就這樣靜下心來一點一點的慢慢調整,契而不舍,最(zuì)終找到(dào)一個最穩定的量(liàng)子電壓台階,才能進行(háng)儀器測量。整個係統調試(shì)過程(chéng)不僅需要經驗,還需要手感,基準負責人康(kāng)焱介紹道。
基準進行量值傳遞
“透(tòu)視眼”準確判斷器件狀態
實驗是一項要細之又細,容不得半點差錯的工作,一旦出現問題,就會造成儀器(qì)的(de)損害(hài)。我們將超導器件(jiàn)放置到液氦罐中(zhōng),這是個非常緩慢的過程。每隔5到10分鍾(zhōng),探杆一(yī)點點探入10公分,每次超導器件放進去,取出來的過程都在約2個小時。由於(yú)探杆跨溫區工作,其兩端溫度差異非(fēi)常大,水火兩重天(tiān),一端在正常的室溫工作端,另一端則在零下二百多度的液氦環境下(xià),反複快(kuài)速放置器件會給其(qí)帶來不可修複的損壞(huài)。康焱說道,我們要盡可能地減少回溫次數,要成為“透視眼”,在放(fàng)之前充分檢(jiǎn)查所(suǒ)有係統配套線(xiàn)纜器件,測量引線焊接(jiē),安(ān)裝可靠。把微波信號及偏置信號傳輸到器件上,使之產生高準確度的量子電壓台階,最終把量子電壓信號輸出到(dào)被測儀器上。如(rú)果快速取出器件,就會有結霜現象發生,而水汽(qì)對(duì)於器件來說是大忌(jì),會對器(qì)件造成很(hěn)大的傷害(hài),因此回溫過程(chéng)的時間控製是非常重要的。康(kāng)焱(yàn)介紹道,我(wǒ)們就是以對國家財產高度(dù)負責的精神,保證國家基準運行(háng)穩定可靠。
細致周到(dào)做好量值傳遞工作
基準主要用(yòng)來測量固態電壓標準,固態電壓標準是技術指標較高的實物(wù)標準,使用和測(cè)試與一般儀器不一(yī)樣,比如,送檢的固態電壓標準必須(xū)持續不斷的保(bǎo)持供電,一旦斷(duàn)電就無法保持其準確度(dù)量值,需重新進行(háng)校準,很多客(kè)戶並不十分了解固態電壓標準的特殊(shū)操作使用要求(qiú),我們就給儀器掛了(le)一個(gè)“儀器使用說明”的標簽,如不能斷(duàn)電超過72小(xiǎo)時,運輸時要調到電池供電模式等(děng),一目了然操作中的注(zhù)意事項,新(xīn)手上來就會使用(yòng)。用戶由衷地表示,送到203所(suǒ)檢測更踏實,這裏測試真是認真,完善。在測量過(guò)程中,儀器由於自身噪聲偶爾會產生數值跳變(biàn),不(bú)能體現真實的量值。因此當被測儀器產生此類(lèi)情(qíng)況時(shí),我們通(tōng)常會建議客戶將固態電壓標準放置到實驗室考核一周時間,確認儀器的(de)穩(wěn)定性,再交付客戶放心使(shǐ)用。遇到固態電壓標準測量(liàng)不合格的情況,我們(men)不僅會盡快通知客戶,還會盡可能的幫客戶查找原因,一家企業的固態電壓(yā)標準測量不合格,我們並沒有直接退回,而對其現象進行分析和實驗,最終發現儀器自身(shēn)並沒有問題,而是其供轉換電(diàn)源(yuán)噪聲導致儀器技術指標(biāo)不符和要求。我們與客戶進行了溝通,客戶立刻通過快遞發來另一個轉換(huàn)電(diàn)源,最後儀(yí)器測量合格,避(bì)免了客戶展轉維修再送檢。康焱介紹道。多年來203所還攜(xié)帶高準確度的傳遞標準,以上海為中心(xīn),對江浙地區航天院所、高(gāo)科技(jì)外企、省(shěng)級計量機構多家單(dān)位(wèi)進行量值(zhí)傳遞,滿足客(kè)戶對直流電壓參量(liàng)溯(sù)源於國家基準的需求。航天工作是一項“差之毫厘,謬之千裏”的工作。這項維護基準的工作,事關(guān)國家的能(néng)力建設,我們必須保(bǎo)證(zhèng)基準準確,這是我們責無旁貸、義不容辭的責任。 康焱堅定地說道(dào)。
目前,計量能(néng)力建設越來越成為國家核(hé)心競爭力的重要標(biāo)誌,量值傳遞技術作為統(tǒng)一計(jì)量器(qì)具量(liàng)值、保證計量結果準確可靠的重要(yào)手段而受到更多的(de)重視,王路介紹道。直流電壓參數量(liàng)傳是203所一項已經持續三十年的計量工作,是體現203所計量能力、擴大(dà)計量影(yǐng)響力,以及促進計量單位間(jiān)溝通(tōng)交流的一項非常有意義工作。(一鳴(míng)、康焱)
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