О перспективах развития жидкостной манометрии в области низкого абсолютного давления (0,1–1 000 Па)

В данной статье определяются возможные пути совершенствования лазерного интерфе- ренционного масляного манометра из состава ГЭТ 101-2011 – Государственного первичного эталона единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне 1 · 10^–1 ÷ 7 · 10⁵ Па, основанные на анализе результатов исследований, проведенных во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в период с 2018 по 2021 год.

В статье описан принцип действия лазерного интерференционного масляного манометра из состава ГЭТ 101-2011 и бюджет его погрешностей. Приведено сравнение метрологических характеристик лазерного интерференционного масляного манометра с зарубежными аналогами на основе резуль- татов международных ключевых сличений. Рассмотрены проблемы измерения низкого абсолютного давления в диапазоне 0,1–1000 Па с помощью лазерного интерференционного масляного манометра и возможные пути решения данных проблем. Описано исследование влияния эффектов дегазации и сжимаемости на значение плотности рабочей жидкости лазерного интерференционного масля- ного манометра, приведен анализ результатов исследования. Описана идея повышения разрешения измерений давления с помощью лазерного интерференционного масляного манометра. Произведен анализ возможностей измерения давления с помощью лазерного интерференционного масляного манометра при условии оснащения его оптическим интерференционным устройством с фазовой модуляцией с целью увеличения разрешения манометра и с учетом результатов исследований физико-химических свойств рабочей жидкости манометра.

Фактический материал для анализа почерпнут из публикаций в отечественных и зарубежных источ- никах. Эмпирические данные взяты из опыта работы научно-исследовательского отдела государ- ственных эталонов в области измерений давления, где трудится автор статьи.

1. Новый Государственный первичный эталон единицы давления / И. В. Садковская [и др.] // Мир измере- ний. 2012. № 2(132). С. 19–25.

2. Final report on the key comparison CCM.P-K4.2012 in absolute pressure from 1 Pa to 10 kPa / J. Ricker [et al.] // Metrologia. 2017. Vol. 54. Tech. Suppl. 07002. https://doi.org/10.1088/0026–1394/54/1A/07002

3. Heydemann P. L. M., Tilford C. R., Hyland R. W. Ultrasonic manometers for low and medium vacua under development at the National Bureau of Standards // Journal of Vacuum Science and Technology. 1977. Vol. 14.P. 597–605. https://doi.org/10.1116/1.569158

4. A new primary standard oil manometer for absolute pressure up to 10 kPa / Y. Li [et al.] // Metrologia. 2015. Vol. 52, № 1. P. 111–120. https://doi.org/10.1088/0026–1394/52/1/111

5. Sabuga W., Hashad A. S., Ehlers S. 2D flow model for calculating effective area of piston-cylinder units // ACTA IMEKO. 2020. Vol. 9, № 5. P. 319–324. https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v9i5.992

6. Садковская И. В., Эйхвальд А. И., Эйхвальд Т. А. Лазерный интерференционный масляный манометр Государственного первичного эталона единицы давления ГЭТ 101-2011 // Измерительная техника. 2019. № 3. С. 3–7. https://doi.org/10.32446/0368–1025it.2019-3-3-7

7. Poulter K. F., Nash P. J. An interferometric oil micromanometer // Journal of Physics E: Scientific Instruments. 1979. Vol. 12, № 5. P. 931–936. https://doi.org/10.1088/0022–3735/12/10/012

8. Садковская И. В., Эйхвальд А. И., Эйхвальд Т. А. Измерение сжимаемости рабочей жидкости лазерного интерференционного масляного манометра с помощью интерференционного пьезометра низкого давления // Измерительная техника. 2018. № 5. С. 47–49.

9. Садковская И. В., Эйхвальд А. И., Эйхвальд Т. А. Исследование неопределенности измерений лазерного интерференционного масляного манометра высокого разрешения, вносимой оптическим интерферометром с фазовой модуляцией // Приборы. 2021. № 6 (252). С. 9–12.