含悬浮冰晶的液体易在探头配件表面冻结,导致测量失效、配件损坏,需针对性防冻结与清理,具体如下:
一、核心冻结问题
隔离膜片冻结覆盖:
冰晶在膜片表面堆积冻结(厚度 0.5-1mm),阻碍压力传递,测量值偏低(偏差可达 10%-15%);冻结的冰晶会使膜片失去弹性,无法随压力变形,甚至导致膜片开裂(低温下膜片脆性增加)。
流道与接口冻结堵塞:
探头内部流道(直径 3-5mm)易被冰晶堵塞,压力无法传递至芯体,输出信号固定不变(如始终显示 4mA 或 20mA);
法兰接口处的积水冻结后体积膨胀,会破坏密封垫片,导致介质泄漏(泄漏量可达 0.1L/h)。
电缆护套冻结脆化:
电缆护套在 - 5℃以下低温脆化,受冰晶摩擦、挤压易出现裂纹,水分渗入后冻结,进一步加剧护套损坏,屏蔽层暴露后抗干扰能力下降。
二、防冻结与清理措施
防冻结设计:
加热保温:在膜片外侧加装环形加热片(功率 5-10W,温度控制精度 ±1℃),设定加热温度为 0℃(高于冰点,避免冰晶冻结);流道内部加装微型加热丝(功率 2W),防止流道冻结;
结构优化:膜片采用凸面设计(凸起高度 5mm),减少冰晶附着面积;流道采用倾斜设计(倾斜角度 15°),利用重力使冰晶自然滑落;法兰接口处开设排水孔(直径 2mm),停机后排空积水。
材质选型:
膜片选用低温韧性材质,如钛合金(TA2,-196℃仍保持良好韧性)或不锈钢 316L(-196℃无脆化),禁止使用陶瓷(低温下易脆裂);
密封件选用硅橡胶(耐温 - 60℃,低温下弹性良好),电缆护套选用耐低温聚烯烃(耐温 - 60℃),避免脆化开裂。
冻结清理方法:
常规清理:每 2 小时启动加热装置 30 分钟,融化膜片与流道内的冰晶;用压缩空气(压力≤0.1MPa)从排水孔吹出融化的水分,避免再次冻结;
顽固冻结清理:若冰晶厚度超 1mm,用超声波振动仪(功率 50W,频率 20kHz)对膜片进行振动处理,加速冰晶融化;同时提高加热温度至 5℃,融化后用低温专用清洗剂(如乙醇水溶液,冰点 - 20℃)冲洗,避免残留水分冻结。