CN214948210U - 一体化测氢压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化测氢压力传感器，包括传感器主体，所述传感器主体至少包括外管及一体化引压接头，所述一体化引压接头具有第一端部及第二端部，所述第二端部密封于所述外管内部，所述一体化引压接头内部设有从第一端部贯通至第二端部的引压腔，所述第二端部设有感压膜片。本实用新型的测氢压力传感器能有效的抗氢脆氢裂，能长时间用于超高压、高温的氢气环境下。

Description

一体化测氢压力传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更具体的说，是一种一体化测氢压力传感器。

背景技术

氢能源，作为新兴的洁净能源发展越来越快，氢能源正在快速的进入各个工业领域中。氢气瓶装载与充气是氢能源行业比较重要的一个环节，检测氢气瓶内压力是必不可少的一个步骤，而对氢气瓶内压力进行检测一般采用测氢压力传感器。

现有的测氢压力传感器一般包括外管、压力接头、感压芯体等，其中感压芯体位于外管内部，压力接头的一端也位于外管内部，压力接头与感应芯体之间通过焊接连接。而在高温高压下，氢脆氢裂是一种较为普遍的现象，而氢脆氢裂现象多出现于受高压之下的金属膜片、螺纹连接与焊缝等。由于压力接头与感压芯体之间的焊缝连接，在高于压力（大于60MPa）的工况下，测氢传感器长时间使用会出现氢脆氢裂现象，从而影响了传感器的使用性能，甚至直接损坏传感器的密封性致使其报废。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种一体化测氢压力传感器，本实用新型的测氢压力传感器能有效的抗氢脆氢裂，能长时间用于超高压、高温的氢气环境下。

其技术方案如下：

一体化测氢压力传感器，包括传感器主体，所述传感器主体至少包括外管及一体化引压接头，所述一体化引压接头具有第一端部及第二端部，所述第二端部密封于所述外管内部，所述一体化引压接头内部设有从第一端部贯通至第二端部的引压腔，所述第二端部设有感压膜片。

进一步地，所述一体化引压接头采用奥氏体不锈钢材料制成。

进一步地，所述感压膜片的厚度为1mm至2mm。

进一步地，所述传感器主体还包括应变计、电路模块及电气接头，所述应变计、电路模块位于所述外管内部，所述电气接头的一端与所述外管密封连接，所述应变计、所述电气接头分别通过导线与所述电路模块连接。

进一步地，所述应变计位于所述一体化引压接头的第二端部，所述感压膜片位于所述一体化引压接头与所述应变计之间。

进一步地，所述应变计与所述感压膜片紧密贴合。

进一步地，所述电路模块位于所述应变计与所述电气接头之间。

进一步地，所述一体化引压接头上设有第一连接件，氢气瓶瓶口设有第二连接件，所述一体化引压接头通过所述第一连接件、所述第二连接件与所述氢气瓶瓶口连接。

进一步地，所述第一连接件为外螺纹，所述第二连接件为与所述外螺纹匹配的内螺纹。

进一步地，所述一体式引压接头上设有密封部，所述密封部的外径与所述外管的内径相匹配，所述一体式引压接头通过所述密封部与所述外管密封连接。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、一体化测氢压力传感器包括有外管及一体化引压接头，一体化引压接头直接与外管密封连接。本实用新型采用一体化引压接头代替压力接头及感应芯体，一体化引压接头上无焊缝，具备较强的耐压性及密封性，可以长期耐压达250Mpa。本实用新型的测氢压力传感器能有效的抗氢脆氢裂，能长时间用于超高压、高温的氢气环境下。

2、一体化引压接头采用奥氏体不锈钢材料制成，奥氏体不锈钢材料具有良好的强度及硬度，以及优秀的耐氢脆性能，可用于高压力的氢气环境下，进一步提高了一体化测氢压力传感器的耐氢脆性。

附图说明

图1是本实施例的一体化测氢压力传感器的剖视图；

图2是本实施例的一体化引压接头与感压膜片组合的结构示意图；

附图标记说明：

1、传感器主体；11、外管；12、一体化引压接头；13、感压膜片；121、第一端部；122、第二端部；123、引压腔；14、应变计；15、电路模块；16、电气接头；124、第一连接件；125、密封部。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1、图2所示，本实施例公开一种一体化测氢压力传感器。该一体化测氢压力传感器包括传感器主体1，所述传感器主体1至少包括外管11及一体化引压接头12。外管11内部设置容纳空腔。所述一体化引压接头12具有第一端部121及第二端部122，所述第二端部122密封于所述外管11内部，所述一体化引压接头12内部设有从第一端部121贯通至第二端部122的引压腔123，所述第二端部122设有感压膜片13。

本实施例采用一体化引压接头12代替压力接头及感应芯体，一体化引压接头12上无焊缝，具备较强的耐压性及密封性，可以长期耐压达250Mpa。本实施例的测氢压力传感器能有效的抗氢脆氢裂，能长时间用于超高压、高温的氢气环境下。

优选地，所述一体化引压接头12采用奥氏体不锈钢材料制成。奥氏体不锈钢材料具有良好的强度及硬度，以及优秀的耐氢脆性能，可用于高压力的氢气环境下，进一步提高了一体化测氢压力传感器的耐氢脆性。相较于现有的采用PH17-4不锈钢，奥氏体不锈钢在氢气环境下具有更久的使用寿命和抗氢脆可靠性。

感压膜片13与一体化引压接头12紧密贴合。优选地，本实施例的感压膜片13为厚度为1mm至2mm的双面平衡膜片，该膜片能随氢气压力的变化具有高度重复性的微细的线性形变。

本实施例的传感器主体1还包括应变计14、电路模块15及电气接头16，所述应变计14、电路模块15位于所述外管11内部，所述电气接头16的一端与所述外管11密封连接，所述应变计14、所述电气接头16分别通过导线与所述电路模块15连接。所述应变计14位于所述一体化引压接头12的第二端部122，所述感压膜片13位于所述一体化引压接头12与所述应变计14之间，所述应变计14与所述感压膜片13紧密贴合。所述电路模块15位于所述应变计14与所述电气接头16之间。电气接头16与外管11之间可采用螺纹连接。

优选地，本实施例的应变计14为采用惠斯通电桥原理的箔式金属应变计14，箔式金属应变计14根据感压膜片13的拉伸形变区和压缩形变区进行专门的设计。当感压膜片13受压形变时，箔式金属应变计14出现电桥不平衡，从而向与之连接的处理信号变大及变送的电路模块15输送信号。

本实施例的电路模块15采用AWG36柔细电缆线与应变计14连接，电路模块15接收到应变计14mV信号后，通过数模转换、线性处理、温度补偿后放大并调制成4-20mA、0-5V模拟信号或Modbus RS485\CAN等数字信号。

为了实现一体化测氢压力传感器在检测时与氢气瓶瓶口的连接，在所述一体化引压接头12上设有第一连接件124，氢气瓶瓶口设有第二连接件，所述一体化引压接头12通过所述第一连接件124、所述第二连接件与所述氢气瓶瓶口连接。优选地，所述第一连接件124为外螺纹，所述第二连接件为与所述外螺纹匹配的内螺纹。外螺纹设置于一体化引压接头12的第一端部121的外周面上。该一体化测氢压力传感器在对氢气瓶内的氢气进行检测时，可直接通过一体化引压接头12上的外螺纹与氢气瓶瓶口的内螺纹进行连接固定。

为了实现一体化引压接头12与外管11的连接固定，在所述一体式引压接头上设有密封部125，所述密封部125的外径与所述外管11的内径相匹配，所述一体式引压接头通过所述密封部125与所述外管11密封连接。

氢脆是指溶于金属组织中的氢，聚合为氢分子，造成应力集中，超过金属强度的极限，在金属内部形成细小裂纹（白点），从而令金属变脆的现象。氢脆只可防不可治，氢脆一旦产生就消除不了，氢脆严重影响金属的使用寿命。本实施例通过采用一体化引压接头12代替压力接头及感压芯体，且一体化引压接头12采用奥氏体不锈钢材料制成，从而令该一体化测氢压力传感器可用于载重要求严苛、超高压力氢气的高温工作环境中，且可长期在该环境下保持良好的密封性及感压性能。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一体化测氢压力传感器，包括传感器主体，其特征在于，所述传感器主体至少包括外管及一体化引压接头，所述一体化引压接头具有第一端部及第二端部，所述第二端部密封于所述外管内部，所述一体化引压接头内部设有从第一端部贯通至第二端部的引压腔，所述第二端部设有感压膜片。

2.如权利要求1所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述一体化引压接头采用奥氏体不锈钢材料制成。

3.如权利要求1所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述感压膜片的厚度为1mm至2mm。

4.如权利要求1至3任一项所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述传感器主体还包括应变计、电路模块及电气接头，所述应变计、电路模块位于所述外管内部，所述电气接头的一端与所述外管密封连接，所述应变计、所述电气接头分别通过导线与所述电路模块连接。

5.如权利要求4所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述应变计位于所述一体化引压接头的第二端部，所述感压膜片位于所述一体化引压接头与所述应变计之间。

6.如权利要求5所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述应变计与所述感压膜片紧密贴合。

7.如权利要求5所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述电路模块位于所述应变计与所述电气接头之间。

8.如权利要求1至3任一项所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述一体化引压接头上设有第一连接件，氢气瓶瓶口设有第二连接件，所述一体化引压接头通过所述第一连接件、所述第二连接件与所述氢气瓶瓶口连接。

9.如权利要求8所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述第一连接件为外螺纹，所述第二连接件为与所述外螺纹匹配的内螺纹。

10.如权利要求1所述的一体化测氢压力传感器，其特征在于，所述一体化引压接头上设有密封部，所述密封部的外径与所述外管的内径相匹配，所述一体化引压接头通过所述密封部与所述外管密封连接。

Images