壓電元件與耐高溫適配:選用 “高溫級 PZT-4 壓電陶瓷"(耐 150℃,350℃短期接觸無開裂,壓電常數 d33≥280pC/N,介電損耗 tanδ≤0.5%),元件表面采用 “高溫鍍鉑處理"(鉑層厚度 8μm,耐 350℃,接觸電阻≤5mΩ),替代傳統銀電(銀在 200℃以上易氧化脫落);壓電元件封裝在 “高溫陶瓷外殼"(材質氮化鋁,耐 350℃,導熱系數≥170W/(m?K))中,通過 “高溫玻璃燒結密封"(燒結溫度 450℃,密封等級 IP67),阻止熔融鹽蒸汽侵入元件內部(侵入量≤0.001mg / 年)。
聲能傳輸優化與鹽霧防護:一是 “高溫聲匹配設計",在換能器發射 / 接收端添加 “高溫聲匹配層"(材質氮化硅陶瓷,耐 350℃,聲阻抗 2.8×10?kg/(m2?s),厚度 λ/4),適配熔融鹽的聲阻抗(約 3.2×10?kg/(m2?s)),聲能傳輸效率從 65% 提升至 88%(普通匹配層在 350℃下效率僅 40%);匹配層表面噴涂 “高溫陶瓷防腐涂層"(材質氧化鉻,厚度 30μm,耐 350℃,熔融鹽腐蝕速率≤0.0005mm / 年),避免鹽霧直接腐蝕匹配層。
二是 “鹽霧隔離結構",換能器與儲罐的連接采用 “高溫密封法蘭"(材質 Inconel 625,密封墊為高溫石墨墊片,耐 350℃,密封等級 IP67),法蘭內側設計 “迷宮式鹽霧隔離槽"(槽深 5mm,寬度 2mm),填充 “高溫密封膏"(材質硅酮樹脂,耐 350℃),進一步阻止熔融鹽蒸汽從連接縫隙侵入(侵入量≤0.0001mg / 年)。
高溫補償與可靠性保障:集成 “高溫溫度傳感器(K 型熱電偶,測量范圍 0℃~400℃,精度 ±1℃)",建立 “溫度 - 聲速" 補償模型(350℃熔融鹽聲速約 2600m/s,比常溫下高 1200m/s),實時修正聲速,測量誤差≤±0.3% FS;換能器需通過 “高溫 + 鹽霧測試"(350℃,熔融鹽蒸汽濃度 500mg/m3,持續 1000 小時),測試后聲能傳輸效率下降≤5%,壓電常數衰減≤3%;每 3 個月檢查防腐涂層(無剝落、腐蝕);每 6 個月校準聲速補償模型;每年更換高溫密封墊與密封膏,確保高溫熔融鹽環境下長期穩定工作。