陈15000420303 固话:021-51078001
×

低温介质(如液氧、液氮)测量时,E+H 温度变送器的传感器材质需要满足什么低温韧性要求?如何防止结霜影响测量?
低温介质(如液氧、液氮)测量时,E+H 温度变送器的传感器材质需要满足什么低温韧性要求?如何防止结霜影响测量?
一、 传感器材质的低温韧性核心要求
液氧、液氮的超低温环境会使多数金属材料发生冷脆转变,即韧性急剧下降、脆性增加,易出现裂纹甚至断裂,因此传感器接触介质的核心部件(感温元件护套、探头材质)需满足以下条件:
材质选型标准
E+H 针对超低温应用的温度变送器,传感器护套优先选用 奥氏体不锈钢(如 316L、316Ti) 或 镍基合金(如哈氏合金 C-276),这类材质的关键特性是:
具有极低的冷脆转变温度(远低于 -196℃),在液氧 / 液氮温度下仍能保持良好的韧性和延展性,不会发生脆性断裂。
优异的低温耐腐蚀性,避免低温介质与材质发生化学反应,同时耐受介质的冲击和振动。
符合氧相容性要求:对于液氧介质,材质需满足 ASTM G88 标准(避免油脂、杂质残留,防止液氧燃爆风险),且需经过严格的脱脂、钝化处理。
材质性能指标
低温冲击韧性:在 -196℃ 环境下,材质的夏比冲击功(Charpy V-notch) 需≥ 27 J(满足多数工业低温工况的韧性要求)。
尺寸稳定性:低温下的热收缩率需可控,避免因材质收缩导致感温元件与护套接触不良,影响测温响应速度。
无磁性:部分高精度测量场景(如低温超导、航天领域)要求材质无磁性,防止磁场干扰测温精度。
二、 防止结霜影响测量的解决方案
低温介质测量时,探头暴露在空气中的部分会因温度远低于环境露点,导致空气中的水汽凝结成霜,覆盖在传感器表面,造成热阻增加、响应延迟、测量误差偏大等问题。E+H 主要通过以下 3 种方式解决:
采用 加热型护套设计
针对易结霜工况,E+H 提供带内置加热元件的传感器护套,通过可控的低功率加热(通常为 10~50W),使护套暴露段的温度维持在环境露点以上,从根本上防止水汽凝结结霜。
加热功率可根据环境温湿度调节,避免功率过高导致介质局部升温,影响测量准确性。
加热元件与感温元件完全隔离,且具备防爆认证,适用于液氧等易燃易爆介质场景。
保温 + 密封防护方案
双层真空护套:传感器探头采用真空夹层护套,真空层可有效阻断外界热量向低温探头的传递,减少探头与空气的温差,降低结霜概率。
密封式安装:将传感器的接线盒、连接部位采用IP67/IP68 高防护等级密封,并配合保温层(如聚氨酯发泡、岩棉)包裹,避免潮湿空气进入与探头接触。
选用非接触 / 隔离式测量方案(间接测温)
对于结霜风险极高的场景,可采用 隔离式安装 或 非接触式测温:
隔离式安装:将温度传感器安装在浸没式套管内,套管内填充导热硅油(低温型),既保证测温响应速度,又避免探头直接与空气接触。
非接触方案:选用 E+H 的红外温度变送器,通过测量低温容器外壁的温度,结合容器材质的导热系数换算介质温度,完全规避结霜对测量的影响。
三、 额外注意事项
安装时需确保传感器完全浸没在低温介质中,减少探头暴露在空气中的长度,降低结霜面积。
对于液氧介质,传感器及安装附件需严格脱脂处理,禁止使用含油脂的保温材料,防止燃爆风险。