เครื่องวัดระดับแบบแม่เหล็กได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ระบบทำความเย็น รวมถึงระบบเก็บรักษาและขนส่งในพื้นที่หนาวเย็น เนื่องจากสามารถแสดงผลได้อย่างชัดเจนและมีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทาน อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง เครื่องมือวัดที่เชื่อถือได้เหล่านี้จะเผชิญกับความท้าทายอย่างหนัก บรรยากาศอุณหภูมิต่ำเปรียบเสมือนการต่อสู้เงียบๆ ซึ่งท้าทายการทำงานที่เสถียรของ มาตรวัดระดับแม่เหล็ก ตั้งแต่ตัวสื่อเองไปจนถึงส่วนประกอบภายในของเครื่องมือ

ความท้าทายหลักและตรงที่สุดมาจากภาวะน้ำแข็งตัวของสื่อที่วัด เมื่อสื่อนั้นเป็นน้ำหรือของเหลวชนิดอื่นที่มีจุดเยือกแข็งสูง อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียสจะทำให้สื่อแข็งตัวภายในกระบอกวัด น้ำแข็งไม่เพียงแต่ปิดกั้นช่องวัดระดับอย่างสมบูรณ์เท่านั้น แต่แรงดันมหาศาลที่เกิดจากการขยายตัวของปริมาตรขณะแข็งตัวยังเพียงพอที่จะทำให้กระบอกวัด หน้าแปลน และแม้แต่ลูกลอยเกิดการเสียรูปถาวรหรือฉีกขาด ส่งผลให้เกิดความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้

ประการที่สอง ประสิทธิภาพของส่วนประกอบหลักของเครื่องมือจะเสื่อมลงอย่างรุนแรง "หัวใจ" ของเกจวัดระดับแม่เหล็กคือลูกลอยแม่เหล็กภายใน ซึ่งความเป็นแม่เหล็กจะอ่อนตัวลงอย่างมากในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำพิเศษ หากการออกแบบลูกลอยหรือการเลือกใช้วัสดุไม่เหมาะสม แรงแม่เหล็กของลูกลอยอาจไม่สามารถทะลุผ่านผนังกระบอกวัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งผนังกระบอกวัดขยายตัวเนื่องจากการหดตัวจากความเย็น ส่งผลให้ใบพัดภายนอกไม่หมุนตามที่ควร ทำให้การแสดงผลผิดเพี้ยน อ่านค่าระดับผิดพลาด หรือแสดงผลของใบพัดไม่เป็นระเบียบ ในขณะเดียวกัน ปะเก็นยางหรือโพลิเมอร์ธรรมดาที่ใช้สำหรับปิดผนึกจะแข็งตัว เปราะบาง และสูญเสียความยืดหยุ่นเมื่ออุณหภูมิต่ำ สุดท้ายแล้วจะทำให้การปิดผนึกเสื่อมประสิทธิภาพและเกิดการรั่วไหลของสารกลาง

นอกจากนี้ ความเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในสภาพแวดล้อมเองก็ถือเป็นภัยคุกคามเช่นกัน ความชื้นในอากาศจะกลั่นตัวเป็นน้ำแข็งบนหัวเกจของเครื่องมือ บริเวณหน้าแปลนเชื่อมต่อ และส่วนอื่นๆ จนเกิดเป็นชั้นน้ำแข็งหนา ชั้นน้ำแข็งนี้อาจทำให้กลไกใบพัดแข็งตัว จนไม่สามารถทำงานได้อย่างเหมาะสม ในสภาพอากาศที่หนาวจัดมาก ความเหนียวของวัสดุโลหะของเครื่องมือจะลดลง ส่งผลให้ความสามารถในการทนต่อแรงกระแทกลดลง และทำให้วัสดุเหล่านี้เสียหายได้ง่ายขึ้นเมื่อเกิดการผันผวนของแรงดันหรือการกระทบกระเทือนทางกลไก

เพื่อชนะการต่อสู้กับอุณหภูมิที่เย็นจัดนี้ แนวทางที่เป็นระบบถือเป็นสิ่งจำเป็น:

ฉนวนกันความร้อนและการติดตั้งสายทำความร้อนเป็นวิธีการหลัก วิธีที่พบบ่อยและมีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการติดตั้งฉนวนกันความร้อนและระบบติดตั้งสายทำความร้อนให้กับเกจวัดระดับแบบลูกลอยแม่เหล็ก การลดการสูญเสียความร้อนทำได้โดยใช้ผ้าฝ้ายฉนวนภายนอก และกระบอกวัดจะถูกทำให้ร้อนอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอโดยใช้ไอน้ำหรือสายทำความร้อนไฟฟ้า เพื่อให้สื่อคงอยู่ในสถานะของเหลวไหลเวียนได้อย่างเหมาะสม โดยปกติแล้ว การทำความร้อนด้วยไฟฟ้าจะใช้ควบคู่กับตัวควบคุมอุณหภูมิเพื่อการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ช่วยสร้างสมดุลระหว่างการประหยัดพลังงานและความปลอดภัย

ปรับปรุงการเลือกและออกแบบอุปกรณ์ให้เหมาะสมที่สุด สำหรับสภาพอุณหภูมิต่ำ ควรเลือกใช้เกจวัดระดับแบบลอยแม่เหล็กที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำโดยตรง อุปกรณ์เหล่านี้มักใช้วัสดุแม่เหล็กที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำ (เช่น แม่เหล็ก AlNiCo) เพื่อรักษาเสถียรภาพของแม่เหล็กในตัวลอยที่อุณหภูมิต่ำ โครงสร้างซีลแบบเบลโลว์โลหะที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำจะมาแทนที่ปะเก็นยาง และอาจใช้สเตนเลส 316L หรือโลหะชนิดอื่นที่เหมาะสมกว่าสำหรับอุณหภูมิต่ำเพื่อรักษาความเหนียวและความแข็งแรงของอุปกรณ์

ดำเนินการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน ก่อนเข้าสู่ช่วงฤดูหนาวที่หนาวจัด ควรตรวจสอบระบบทำความร้อนและชั้นฉนวนอย่างครอบคลุมเพื่อให้มั่นใจว่าทำงานได้อย่างเหมาะสม ควรทำการตรวจสอบเป็นประจำและกำจัดน้ำแข็งด้วยมือในบริเวณที่เสี่ยงต่อการเกิดน้ำแข็ง หากกระบวนการอนุญาต ให้พิจารณาติดตั้งวาล์วระบายน้ำเพื่อระบายน้ำหรือสารกลางออกจากกระบอกวัดทันทีเมื่อหยุดการทำงาน ซึ่งจะช่วยขจัดความเสี่ยงในการเกิดน้ำแข็งได้อย่างแท้จริง

โดยสรุป สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียสก่อให้เกิดภัยคุกคามหลายประการต่อความแม่นยำในการวัดและความปลอดภัยเชิงโครงสร้างของเครื่องวัดระดับแม่เหล็ก ไม่ว่าจะเป็นการแข็งตัวของสื่อ การเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพชิ้นส่วน และการเกิดน้ำแข็งจากสภาพแวดล้อม เพียงแค่ใช้แนวทางทางวิทยาศาสตร์ในการผสมผสานฉนวนกันความร้อนและการติดตั้งสายทำความร้อน การเลือกใช้อย่างเหมาะสม และการบำรุงรักษาอย่างพิถีพิถันเท่านั้น จึงจะสามารถลดความเสี่ยงเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทำให้มั่นใจได้ว่า มาตรวัดระดับแม่เหล็ก ยังสามารถบ่งชี้ระดับของเหลวที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งได้อย่างชัดเจนและแม่นยำ จึงช่วยปกป้องกระบวนการทางอุตสาหกรรมในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นได้