高溫環(huán)境下的溶解氧測(cè)定是工業(yè)過(guò)程控制、熱力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的特殊需求,常規(guī)方法在高溫下易失效,需采用特殊技術(shù)手段。目前主流的耐高溫測(cè)定方法包括高溫型熒光猝熄法、高溫電化學(xué)法、在線取樣冷卻法等,各有其適用場(chǎng)景和技術(shù)特點(diǎn)。

一、高溫?zé)晒忖ǚ?/strong>
這是目前先進(jìn)的耐高溫溶解氧測(cè)定技術(shù)。核心在于采用耐高溫?zé)晒馊玖虾吞厥夥庋b工藝。熒光染料包覆在耐高溫聚合物膜中,探頭采用陶瓷或金屬外殼,內(nèi)部集成溫度補(bǔ)償傳感器。工作溫度可達(dá)150℃甚至更高,通過(guò)測(cè)量熒光壽命或強(qiáng)度變化反算氧濃度。優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需極化、響應(yīng)快、維護(hù)周期長(zhǎng),但成本較高,對(duì)膜層材料和光學(xué)系統(tǒng)要求苛刻。
二、高溫電化學(xué)法
傳統(tǒng)電化學(xué)法經(jīng)改進(jìn)后可用于高溫環(huán)境。關(guān)鍵改進(jìn)包括:采用耐高溫電極材料、高溫電解液、陶瓷或金屬探頭殼體。通過(guò)恒電位極化,測(cè)量氧還原電流。工作溫度可達(dá)100-120℃,但需定期更換電解液和膜片,維護(hù)頻次較高。優(yōu)勢(shì)是成本相對(duì)較低、技術(shù)成熟,但響應(yīng)時(shí)間較慢,易受流速和壓力影響。
三、在線取樣冷卻法
對(duì)于超高溫(>200℃)或高壓工況,可采用取樣冷卻系統(tǒng)。通過(guò)取樣管將高溫介質(zhì)引出,經(jīng)冷卻器降溫至常規(guī)傳感器工作范圍(<80℃),再用標(biāo)準(zhǔn)溶解氧傳感器測(cè)量。系統(tǒng)需配備減壓閥、冷卻器、流量控制器等組件。優(yōu)勢(shì)是適用范圍廣、可測(cè)超高溫,但系統(tǒng)復(fù)雜、響應(yīng)滯后,且取樣過(guò)程可能改變氧濃度,需進(jìn)行壓力補(bǔ)償計(jì)算。
四、技術(shù)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)
無(wú)論采用何種方法,溫度補(bǔ)償都是關(guān)鍵。高溫下氧溶解度變化顯著,需根據(jù)亨利定律和實(shí)際溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。壓力影響同樣重要,高溫系統(tǒng)往往伴隨高壓,需通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行修正。探頭材質(zhì)需耐腐蝕、耐高溫,316L不銹鋼、哈氏合金等是常用選擇。對(duì)于含顆粒物或腐蝕性介質(zhì),需加裝過(guò)濾器或采用自清洗探頭。
五、應(yīng)用場(chǎng)景與選擇建議
鍋爐給水系統(tǒng)多采用高溫?zé)晒夥ɑ螂娀瘜W(xué)法,要求響應(yīng)快、維護(hù)少;熱力管網(wǎng)優(yōu)先選擇熒光法;化工反應(yīng)釜可考慮取樣冷卻系統(tǒng)。選擇時(shí)需綜合考慮溫度范圍、壓力、介質(zhì)特性、維護(hù)周期和成本?,F(xiàn)代耐高溫溶解氧傳感器多集成智能診斷、遠(yuǎn)程校準(zhǔn)等功能,支持工業(yè)4.0應(yīng)用。
耐高溫溶解氧測(cè)定技術(shù)已形成較完整的解決方案,但高溫環(huán)境對(duì)傳感器壽命、精度仍是挑戰(zhàn)。隨著新材料、新工藝發(fā)展,未來(lái)耐溫極限和可靠性將進(jìn)一步提升。