结冰膨胀是投入式液位计在低温环境中的典型机械损坏，其破坏力源于水结冰时体积膨胀约9%。
当环境温度低于0°C时，探头外壳表面、膜片凹槽或导气管内残留的水分可能结冰。冰在膜片表面形成时，膨胀力直接作用于膜片，使膜片产生塑性变形甚至破裂。即使膜片未立即损坏，反复的冻融循环也会使膜片材料疲劳，零点漂移加剧。
更严重的是，导气管内结冰会堵塞气道，背压侧与大气隔绝。此时，背压侧形成封闭气室，大气压波动无法传递，测量误差随天气变化而漂移。导气管内冰膨胀还可能使导气管破裂，水分渗入传感器腔体，导致电路短路。
探头外壳与电缆连接处的密封材料在低温下变硬变脆，冰膨胀力作用下密封失效，水分渗入。电缆外皮在低温下同样变脆，弯曲时容易开裂，防水性能下降。
防护措施包括：选用带加热功能的仪表型号，防止结冰；在探头外壳和电缆表面包裹保温材料；将探头安装在液面以下足够深度，利用液体自身温度防止结冰；在寒冷季节定期将探头提出液面检查，清除表面冰层。对于极寒地区，建议改用顶部安装的非接触式仪表（如雷达液位计）。
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