含懸浮冰晶的液體易在探頭配件表面凍結(jié),導致測量失效、配件損壞,需針對性防凍結(jié)與清理,具體如下:
一、核心凍結(jié)問題
隔離膜片凍結(jié)覆蓋:
冰晶在膜片表面堆積凍結(jié)(厚度 0.5-1mm),阻礙壓力傳遞,測量值偏低(偏差可達 10%-15%);凍結(jié)的冰晶會使膜片失去彈性,無法隨壓力變形,甚至導致膜片開裂(低溫下膜片脆性增加)。
流道與接口凍結(jié)堵塞:
探頭內(nèi)部流道(直徑 3-5mm)易被冰晶堵塞,壓力無法傳遞至芯體,輸出信號固定不變(如始終顯示 4mA 或 20mA);
法蘭接口處的積水凍結(jié)后體積膨脹,會破壞密封墊片,導致介質(zhì)泄漏(泄漏量可達 0.1L/h)。
電纜護套凍結(jié)脆化:
電纜護套在 - 5℃以下低溫脆化,受冰晶摩擦、擠壓易出現(xiàn)裂紋,水分滲入后凍結(jié),進一步加劇護套損壞,屏蔽層暴露后抗干擾能力下降。
二、防凍結(jié)與清理措施
防凍結(jié)設(shè)計:
加熱保溫:在膜片外側(cè)加裝環(huán)形加熱片(功率 5-10W,溫度控制精度 ±1℃),設(shè)定加熱溫度為 0℃(高于冰點,避免冰晶凍結(jié));流道內(nèi)部加裝微型加熱絲(功率 2W),防止流道凍結(jié);
結(jié)構(gòu)優(yōu)化:膜片采用凸面設(shè)計(凸起高度 5mm),減少冰晶附著面積;流道采用傾斜設(shè)計(傾斜角度 15°),利用重力使冰晶自然滑落;法蘭接口處開設(shè)排水孔(直徑 2mm),停機后排空積水。
材質(zhì)選型:
膜片選用低溫韌性材質(zhì),如鈦合金(TA2,-196℃仍保持良好韌性)或不銹鋼 316L(-196℃無脆化),禁止使用陶瓷(低溫下易脆裂);
密封件選用硅橡膠(耐溫 - 60℃,低溫下彈性良好),電纜護套選用耐低溫聚烯烴(耐溫 - 60℃),避免脆化開裂。
凍結(jié)清理方法:
常規(guī)清理:每 2 小時啟動加熱裝置 30 分鐘,融化膜片與流道內(nèi)的冰晶;用壓縮空氣(壓力≤0.1MPa)從排水孔吹出融化的水分,避免再次凍結(jié);
頑固凍結(jié)清理:若冰晶厚度超 1mm,用超聲波振動儀(功率 50W,頻率 20kHz)對膜片進行振動處理,加速冰晶融化;同時提高加熱溫度至 5℃,融化后用低溫專用清洗劑(如乙醇水溶液,冰點 - 20℃)沖洗,避免殘留水分凍結(jié)。