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維薩拉露點儀DMT143測量液化氮氣可能損壞得原因

2025年09月03日 14:08:25 人氣: 397 來源: 無錫徽科特測控技術有限公司
　　維薩拉(Vaisala)DMT143在液氮或液化氮氣應用中損壞，根本原因幾乎總是“熱沖擊"和“冷凝"，而不是傳感器本身的質量問題。液氮的及端低溫(-196°C)和其物理特性，對任何電子測量設備都是極惡劣嚴酷的環境。以下是導致DMT143損壞的詳細原因分解：
 
　　核心原因：劇烈的熱沖擊與冷凝（這是損壞的最主要、最常見的原因。）
 
　　1.原理：當DMT143探頭(通常處于室溫或更高溫度)突然插入或暴露在液氮或極低溫的氮氣環境中時，其金屬部件和內部的傳感器會以極快的速度收縮。
 
　　2.機械應力：不同材料(如不銹鋼外殼、陶瓷基底、硅傳感器芯片)的熱膨脹系數不同，它們收縮的速率和程度不同。這種不均勻的劇烈收縮會產生巨大的內部機械應力，可能導致：
 
　　1)敏感的DRYCAP®濕度傳感器薄膜開裂或脫層。
 
　　2)微小的焊點斷裂。
 
　　3)密封處失效，破壞探頭的完整性。
 
　　3.冷凝與結冰：探頭在插入過程中，其溫度會迅速從室溫降至-196°C。空氣中的水蒸氣會瞬間在探頭的任何部位凝結并凍結成堅硬的冰。如果冰在探頭內部形成，其膨脹力足以摧毀精密的電子結構。
 
　　液氮的挑戰：“反轉溫度"與沸騰（這是一個容易被忽略但至關重要的物理現象。）
 
　　1.問題：在常壓下，液氮的溫度(-196°C)遠低于氮氣的沸點(-195.8°C)。當您將室溫的物體放入液氮時，會發生劇烈的“閃蒸"沸騰，物體表面會瞬間被一層氣態氮氣包圍(萊頓弗羅斯特笑應)。
 
　　2.對測量的影響：DMT143是用來測量氣體中的露點溫度的。然而，在液氮中，探頭感知到的實際上是它自身與液氮之間那層沸騰氣態氮的濕度特性，而不是液氮本身的屬性。這層氣體的狀態極不穩定，會導致讀數劇烈波動且不準確。
 
　　3.間接損壞：這種劇烈的沸騰和熱交換會加劇上述的熱沖擊。
 
　　其他損壞原因：
 
　　1.液態水的“液滴沖擊"：
 
　　即使系統通的是氮氣，如果氣源或管道中含有水分，在低溫下這些水分會凝結并凍結。
 
　　當冰冷的探頭遇到這些水滴，或冰融化后重新凝結，液態水撞擊傳感器薄膜會產生巨大應力，直接撕裂薄膜。
 
　　2.物理損傷：
 
　　液氮的劇烈沸騰會產生振動。
 
　　如果探頭直接接觸到容器壁或其他堅硬物體，在極低溫下金屬會變脆，容易因輕微的碰撞而損壞。
 
　　3.電纜脆化：
 
　　標準電纜的護套(如PVC)在液氮溫度下會變得像玻璃一樣脆，輕輕一彎就會斷裂或破裂，導致短路或測量中斷。
 
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