+7 (495) 543 88 54

Пн-Пт: с 9:00 до 17:00 по МСК

Email:

19.06.2025

Может ли датчик давления выйти из строя из-за замерзания воды?

Низкие температуры могут повредить чувствительное электронное оборудование для измерения давления, такое как датчик давления. Даже если оператор прилагает все усилия, чтобы удалить всю воду из системы с целью предотвращения замерзания, все равно возможно, что в небольшой полости с диафрагмой или канале давления внутри сенсора преобразователя останется вода.

При замерзании эта вода может создавать избыточное давление на чувствительный элемент диафрагмы, превышающее допустимый диапазон её перемещения, что приведёт к её необратимой деформации. Даже если лёд впоследствии растает при повышении температуры, преобразователь уже не сможет вернуться в исходное нулевое положение, в результате чего станет непригодным к использованию и потребует замены.

Области применения, в которых датчики давления могут пострадать от замерзания воды

Практически любая система водораспределения, в которой используются преобразователи/передатчики для контроля давления воды в условиях низких температур, подвержена риску повреждения оборудования, способного привести к сбоям в работе системы. Несколько примеров включают:

Системы орошения.

В сельском хозяйстве датчики давления устанавливают на ирригационных установках для контроля давления воды в трубах и спринклерах, обеспечивая пиковую производительность систем.

Пожарные системы.

Пожарные используют эти датчики для мониторинга давления воды в гидрантах, насосах и рукавах. Датчики позволяют оценивать подачу воды, выявлять проблемы и корректировать параметры.

Автомойки.

Предприятия используют датчики давления для поддержания оптимального давления воды, обеспечивая эффективную мойку без повреждения транспортных средств.

Снегогенераторы.

Горнолыжные курорты применяют эти датчики для контроля давления воды в системах искусственного снега. Так как системы работают только зимой, неисправности оборудования недопустимы.

В любом из этих случаев устройства, измеряющие давление, могут выйти из строя при замерзании и оказаться неэффективными даже после оттаивания. При отсутствии работающего датчика давления существует риск того, что система не будет функционировать должным образом или, что ещё хуже, вообще перестанет работать.

Что происходит, когда вода замерзает в системе?

Прежде всего важно помнить, что вода начинает замерзать при температуре 32 °F или 0 °C. Если температура остаётся ниже точки замерзания в течение продолжительного времени — или продолжает снижаться — расширение льда приведёт к физическому разрушению труб в системе и выходу датчиков из строя.

Вот почему это происходит:

  • При замерзании воды объём льда может значительно увеличиваться при атмосферном давлении.
  • Первоначально расширение составляет около 9 %.
  • Повышение давления в системе снижает температуру замерзания.
  • Если точка плавления (или замерзания) снижается за счёт значительного повышения давления, увеличение объёма при замерзании становится ещё больше.

При воздействии таких условий используемый для измерения давления воды датчик может быть повреждён: чувствительный элемент диафрагмы испытывает чрезмерное прогибание, выходя за пределы допустимого диапазона перемещения, что приводит к необратимой деформации или даже разрушению.

Факторы, способствующие изменению температуры в системе.

Существует множество факторов, определяющих момент, когда остаточная вода в конкретной системе начнёт замерзать. Ниже приведены лишь некоторые из них:

  • Температура окружающей среды у водопроводных труб ниже точки замерзания - Это означает, что температура, окружающая систему водораспределения (то есть трубы), находится ниже точки замерзания воды (0 °C или 32 °F).
  • Условия воздействия на трубопровод - Это относится ко всем условиям, которым подвергается система, включая отрицательные температуры, сквозняки, ветер и утечки, приводящие к попаданию холодного воздуха внутрь или вокруг системы. Движущийся холодный воздух отводит больше тепла от открытого участка, чем неподвижный воздух.
  • Наличие или отсутствие теплоизоляции на трубах - Изоляция систем водораспределения может обеспечить краткосрочную защиту от замерзания при понижении температуры. Однако эта защита может быть утрачена, если температура остаётся ниже точки замерзания в течение продолжительного времени.

Как защитить датчик давления от замерзания?

Для решения проблемы выхода датчиков давления из строя после замерзания существует следующее решение - модификация, включающая использование стабильной эмульгированной смазки, которая вводится в полость диафрагмы и большую часть входного канала.

Схема преобразователя

Этот вязкий материал вытесняет воздух и герметизирует полость, предотвращая контакт воды с диафрагмой и её скапливание в полости. После введения эмульсия прочно удерживается на внутренних стенках сенсора и формирует тонкую плёнку внутри входного канала, что предотвращает её вытекание из сенсора, даже если преобразователь установлен в вертикальном положении.

Когда в систему подаётся давление воды, эмульсия действует как передающая среда, создавая усилие на диафрагму, эквивалентное давлению воды. Использование передающей среды может вызывать незначительное отклонение от заявленных характеристик преобразователя по точности и времени отклика. Однако в большинстве применений это отклонение считается несущественным.

Полезная информация: