压电元件与耐高温适配:选用 “高温级 PZT-4 压电陶瓷"(耐 150℃,350℃短期接触无开裂,压电常数 d33≥280pC/N,介电损耗 tanδ≤0.5%),元件表面采用 “高温镀铂处理"(铂层厚度 8μm,耐 350℃,接触电阻≤5mΩ),替代传统银电(银在 200℃以上易氧化脱落);压电元件封装在 “高温陶瓷外壳"(材质氮化铝,耐 350℃,导热系数≥170W/(m・K))中,通过 “高温玻璃烧结密封"(烧结温度 450℃,密封等级 IP67),阻止熔融盐蒸汽侵入元件内部(侵入量≤0.001mg / 年)。
声能传输优化与盐雾防护:一是 “高温声匹配设计",在换能器发射 / 接收端添加 “高温声匹配层"(材质氮化硅陶瓷,耐 350℃,声阻抗 2.8×10⁶kg/(m²・s),厚度 λ/4),适配熔融盐的声阻抗(约 3.2×10⁶kg/(m²・s)),声能传输效率从 65% 提升至 88%(普通匹配层在 350℃下效率仅 40%);匹配层表面喷涂 “高温陶瓷防腐涂层"(材质氧化铬,厚度 30μm,耐 350℃,熔融盐腐蚀速率≤0.0005mm / 年),避免盐雾直接腐蚀匹配层。
二是 “盐雾隔离结构",换能器与储罐的连接采用 “高温密封法兰"(材质 Inconel 625,密封垫为高温石墨垫片,耐 350℃,密封等级 IP67),法兰内侧设计 “迷宫式盐雾隔离槽"(槽深 5mm,宽度 2mm),填充 “高温密封膏"(材质硅酮树脂,耐 350℃),进一步阻止熔融盐蒸汽从连接缝隙侵入(侵入量≤0.0001mg / 年)。
高温补偿与可靠性保障:集成 “高温温度传感器(K 型热电偶,测量范围 0℃~400℃,精度 ±1℃)",建立 “温度 - 声速" 补偿模型(350℃熔融盐声速约 2600m/s,比常温下高 1200m/s),实时修正声速,测量误差≤±0.3% FS;换能器需通过 “高温 + 盐雾测试"(350℃,熔融盐蒸汽浓度 500mg/m³,持续 1000 小时),测试后声能传输效率下降≤5%,压电常数衰减≤3%;每 3 个月检查防腐涂层(无剥落、腐蚀);每 6 个月校准声速补偿模型;每年更换高温密封垫与密封膏,确保高温熔融盐环境下长期稳定工作。