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維薩拉露點(diǎn)儀DMT143測(cè)量液化氮?dú)饪赡軗p壞得原因
維薩拉(Vaisala)DMT143在液氮或液化氮?dú)鈶?yīng)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(zhì)量問(wèn)題。液氮的及端低溫(-196°C)和其物理特性，對(duì)任何電子測(cè)量設(shè)備都是極惡劣嚴(yán)酷的環(huán)境。以下是導(dǎo)致DMT143損壞的詳細(xì)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(jiàn)的原因。）
1.原理：當(dāng)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?dú)猸h(huán)境中時(shí)，其金屬部件和內(nèi)部的傳感器會(huì)以極快的速度收縮。
2.機(jī)械應(yīng)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(shù)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(huì)產(chǎn)生巨大的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力，可能導(dǎo)致：
1)敏感的DRYCAP®濕度傳感器薄膜開(kāi)裂或脫層。
2)微小的焊點(diǎn)斷裂。
3)密封處失效，破壞探頭的完整性。
3.冷凝與結(jié)冰：探頭在插入過(guò)程中，其溫度會(huì)迅速?gòu)氖覝亟抵?196°C?？諝庵械乃魵鈺?huì)瞬間在探頭的任何部位凝結(jié)并凍結(jié)成堅(jiān)硬的冰。如果冰在探頭內(nèi)部形成，其膨脹力足以摧毀精密的電子結(jié)構(gòu)。
液氮的挑戰(zhàn)：“反轉(zhuǎn)溫度"與沸騰（這是一個(gè)容易被忽略但至關(guān)重要的物理現(xiàn)象。）
1.問(wèn)題：在常壓下，液氮的溫度(-196°C)遠(yuǎn)低于氮?dú)獾姆悬c(diǎn)(-195.8°C)。當(dāng)您將室溫的物體放入液氮時(shí)，會(huì)發(fā)生劇烈的“閃蒸"沸騰，物體表面會(huì)瞬間被一層氣態(tài)氮?dú)獍鼑?萊頓弗羅斯特笑應(yīng))。
2.對(duì)測(cè)量的影響：DMT143是用來(lái)測(cè)量氣體中的露點(diǎn)溫度的。然而，在液氮中，探頭感知到的實(shí)際上是它自身與液氮之間那層沸騰氣態(tài)氮的濕度特性，而不是液氮本身的屬性。這層氣體的狀態(tài)極不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)劇烈波動(dòng)且不準(zhǔn)確。
3.間接損壞：這種劇烈的沸騰和熱交換會(huì)加劇上述的熱沖擊。
其他損壞原因：
1.液態(tài)水的“液滴沖擊"：
即使系統(tǒng)通的是氮?dú)?，如果氣源或管道中含有水分，在低溫下這些水分會(huì)凝結(jié)并凍結(jié)。
當(dāng)冰冷的探頭遇到這些水滴，或冰融化后重新凝結(jié)，液態(tài)水撞擊傳感器薄膜會(huì)產(chǎn)生巨大應(yīng)力，直接撕裂薄膜。
2.物理?yè)p傷：
液氮的劇烈沸騰會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。
如果探頭直接接觸到容器壁或其他堅(jiān)硬物體，在極低溫下金屬會(huì)變脆，容易因輕微的碰撞而損壞。
3.電纜脆化：
標(biāo)準(zhǔn)電纜的護(hù)套(如PVC)在液氮溫度下會(huì)變得像玻璃一樣脆，輕輕一彎就會(huì)斷裂或破裂，導(dǎo)致短路或測(cè)量中斷。
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