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一种储氢用泄漏探测的非接触式传感系统及其检漏方法

2023-02-04 14:30:05 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及氢气存储防泄漏技术领域,特别是涉及一种储氢用泄漏探测的非接触式传感系统及其检漏方法。


背景技术:

2.就氢气存储技术中存在泄露问题的研究,以现有技术为例大多放在及时检测、有效提前预防以及安全处理等角度;参考下列专利技术而言:专利1:一种氢能发电装置氢气泄漏监测防护装置及方法,授权公告号cn108758355b;氢能发电装置氢气泄漏监测防护装置及方法,在氢能发电装置的每个阀门正上方设置抽气罩对每个阀门所泄露的氢气进行收集;并通过预设数量的分管道将收集到的氢气汇集于局部管道,利用局部管道内设置的氢气浓度测试仪及声光报警装置对氢气浓度进行监测,在超标时发出警报;在局部管道和总管道连通处设置电磁阀门,根据局部管道内的氢气浓度及超标情况,控制电磁阀门的开关,最终通过总管道将氢气排入空气中。
3.专利2:一种氢能汽车的工况实时监控方法,授权公告号cn111928908b;在氢能汽车上分别设置氢气供给系统、空气供给系统及氮气供给系统及前端pid控制器;2)设置橡胶紧固带及瓶身工况实时监控传感单元;3)通电使前端pid控制器、各处压力传感器工作,前端pid控制器判断汽车当前处于正常或异常工况;4)汽车处于异常工况时直接发出指令并执行相应的操作;5)前端pid控制器持续监测、判断汽车所处的工况状态,并作出对应的的处理,以实现汽车的安全运行。本发明还公开实施上述方法的氢能汽车的工况实时监控系统。本发明能够快速、准确判断正常或异常等多种工况,实时监控压力、温度、氢气浓度等,避免误报,大幅提高氢能汽车运行的安全性和可靠性。
4.专利3:一种氢能源有轨电车氢气冗余监测保护装置及方法,授权公告号cn112895900b;本发明提供一种氢能源有轨电车氢气冗余监测保护装置及方法。所述装置包括:氢浓度传感器,安装于储氢系统的监测位置;第一通信监测系统采集所述氢浓度传感器的监测信号以及获取第二通信监测系统的监测信号,若根据监测信号确定监测位置发生氢气泄露,则确定该监测信号对应的故障等级,执行与该故障等级相应的故障响应操作;第二通信监测系统采集所述氢浓度传感器的监测信号,并将监测信号发送至第一通信监测系统,若根据监测信号确定监测位置发生氢气泄露故障,则确定该监测信号对应的故障等级,执行与该故障等级相应的故障响应操作。通过至少两套冗余监测装置,实时监测氢气状态监测和进行保护、报警操作,提高氢能源使用安全性,避免发生事故。
5.上述3项专利以及文字分析如下:氢气测试仪、氢气传感器、电化学传感器(利用氢气的化学反应)再加上一些辅助的变化结构,将氢气泄露进行一个早期预警。采用催化型和电学型氢气传感器在常温常压下可以快速准确地响应氢气的浓度, 目前已经在工业中应用, 但这些基于电学特性的传感器在使用过程中可能产生火花, 有引起氢气爆炸的可能
性, 存在安全隐患. 而光纤型传感器通过敏感材料和光信号来检测氢气, 本质安全且不受电磁干扰, 同时还具、有体积小、测量范围广、耐高温高压等优点, 近年来引起了广泛的关注与研究。
6.即便如上述分析所示,但由于大多数氢气传感器都存在容易受到温度、湿度等干扰因素的交叉敏感性, 而温度和湿度均会对传感器的响应信号产生影响, 一些还原性气体也会被氢敏材料吸收, 影响氢气的检测;虽然可以通过温湿度补偿及氢敏材料的表面改性等方式降低传感器的交叉敏感性,但是若能实现氢气与传感器材料不用直接接触的方式,降低氢气被吸收的可能,进而来保证氢气泄露点及泄露量的检测准确性,从而来降低检修时的及时性及安全性;若能对泄漏点进行误判预估,逐层分析导致泄露原因或是否确实发生了泄露,则可以进一步有效提升储氢技术的安全性和商业化进程。


技术实现要素:

7.就上述分析内容而言,本发明的目的在于提出一种储氢用泄漏探测的非接触式传感系统及其检漏方法,以解决氢气与传感器材料直接接触,因氢气可能被检测材料吸收,所进而导致的氢气泄露点及泄露量的检测准确性得不到保证,且检测过程中由于无法对泄漏原因进行误判分析,使得泄露处理的安全性和及时得不到保证的相关问题。
8.一种储氢用泄漏探测的非接触式传感系统及其检漏方法,包括氢气存储模块、检测模块、气路系统和智能终端;所述氢气存储模块通过气路系统进行连接形成闭环;所述检测模块植入氢气存储模块和气路系统中用于检测泄露情况,检测模块与智能终端电性连接;所述氢气存储模块包括储氢罐和储氢舱;所述储氢舱用于存放储氢罐,储氢舱内填充惰性气体,储氢舱由舱体和舱门组成;所述储氢舱上设置有进气口和出气口;所述进气口和出气口之间通过气路系统进行连接;所述气路系统通过其中包含的循环风机和管道对储氢舱中的气体进行循环;所述检测模块包括压力检测单元和气体检测单元;所述压力检测单元用于检测储氢舱多处位置的压力变化;所述气体检测单元安装在循环风机与储氢舱之间的管道上,气体检测单元用于检测气体循环过程中的气体成分;所述压力检测单元所检测到的压力变化用于触发气体检测单元的检测工作。
9.所述氢气存储模块、检测模块、气路系统均与智能终端电性连接,实现智能综合控制。
10.优选的,所述氢气存储模块还包括辅助安装用的支架、横轴和底座;所述横轴贯穿舱体和舱门由支架对横轴两端进行支撑;所述底座与储氢舱连接用于配合支架达成稳定的支撑状态;所述横轴上安装有夹具,该夹具用于装夹储氢罐;所述舱门与横轴之间安装有滑动密封件,用于舱门沿横轴的轴线方向滑动开启和关门时的密封。
11.优选的,所述舱门由外封部a和内封部b两部分构成,其中:所述外封部a上设有凸出部c;所述舱体外壁上对应凸出部c位置安装有伸缩元件,该伸缩元件用于推动外封部a从而打开舱门;所述外封部a与舱体接触面上安装有压力传感器a;所述内封部b与舱体内壁相契合,且内封部b上开设有用于装设密封环的环槽;所述内封部b不与舱体内壁接触的面上设有压力传感器b;
所述压力传感器a和压力传感器b包含在压力检测单元内;所述压力传感器a用于检测舱门闭合状态下舱门受压变化;所述压力传感器b用于检测舱门闭合状态下舱体内的压力变化。
12.优选的,所述夹具由连接部、下夹持部和上夹持部组成;所述连接部用于在横轴与下夹持部之间建立连接关系;所述下夹持部和上夹持部一端转动连接,另一端由卡扣结构进行连接,用于夹持储氢罐;所述下夹持部和上夹持部与储氢罐接触面处均安装有压力传感器c;所述压力传感器c也包含在压力检测单元内,压力传感器c用于检测舱门闭合状态下储氢罐的承压变化。
13.优选的,所述舱门设有两个,用于封堵舱体两端;所述夹具通过连接部在横轴上滑动安装至少两组,每组夹具通过牵拉件与相邻的舱门进行连接,用于开门时夹具上的储氢罐随舱门打开而被拉出。
14.优选的,所述连接部包括轴套a和连杆b;所述轴套a套设在横轴上,用于轴套a上连接有的多个连杆b既能绕横轴轴线转动又能沿轴线方向滑动;所述连杆b上设置有用于与牵拉件可拆连接的安装部位;所述牵拉件位于舱门上的一端也设置成可拆卸连接的结构。
15.优选的,所述气路系统还包括导流风机和风箱;所述风箱用于安装导流风机和循环风机,风箱内导流风机与循环风机所在空间相互隔离成互不干涉的独立空间;所述风箱上连接有至少五根贯通内部的管道,其中四根管道用于确保气流可以分别在导流风机与循环风机所在的风箱内流通,且位于同侧的两根管道与从储氢舱上进气口、出气口连接出的管道之间通过三通管道接头进行连接;另外至少一根管道连接外界储气单元,用于从外界向储氢舱内输送所需气体或向外输送气体;所述循环风机和导流风机所在的风箱两侧的管道内均安装有电控阀门。
16.优选的,所述气体检测单元包括气体传感器阵列、a/d转换器、单片机和数据线;所述气体传感器阵列由数个单独的气体传感器组合而成,并采用集成工艺制作;所述气体传感器用于把气体中的特定成分检测出来,并将其转化为电信号,集成化便于信号的集中采集与处理;其中,气体流经气体传感器阵列后,气体传感器阵列输出的微弱电信号,经各自信号放大电路对信号进行预处理,使其转换为o-5v 范围内变化的直流信号,送到a/d 转换电路变换为数字信号,对其进行数据采集处理;单片机主要对采集数据进行处理,按各种气体浓度的数学模型计算出其浓度,由数码管显示其相应的气体种类及浓度值,当浓度超标时,由智能终端进行报警。
17.优选的,该系统在检测判定是否发生泄漏时,应当先根据压力传感器a检测舱门闭合状态下舱门受到的压力发生变化,之后由智能终端同步监测一定时间内压力传感器b是否存在舱内压力数值变化:若发现压力传感器b不存在数值变化,则判定舱门受到外部压力,若压力变化持续大于30秒则需要智能终端发出相关提醒,使得检修人员及时判定是否需要现场检查;若发现压力传感器b存在数值变化,且达到设定阈值,则判定舱体受到外部压力或内部出现泄露情况。
18.优选的,在基于压力传感器b的变化数值得到舱体受到外部压力或内部出现泄露情况的相关判断时,接着由智能终端监测压力传感器c是否存在压力数值变化:
若压力传感器c不存在压力变化,则判定舱门受到外部压力并非发生泄露;此时,若压力传感器b检测到的压力变化持续大于设定时间,则智能终端发出相关提醒,提醒检修人员去现场进行检查;若压力传感器c存在压力变化,且达到设定阈值,则初步判定储气罐发生泄漏;此时智能终端打开循环风机,使得储氢舱内的气体流出并在管道内流动的过程中经由气体检测单元进行气体成分检测;若此时气体检测单元检测到气体成分无氢气,则判定舱内气体受到外部压力过大所导致的连锁反应,通过调控压力检测阈值来适应外部环境造成的检测误判,必要时派遣检修人员去现场进行检查;若此时气体检测单元检测到气体成分存在氢气,则判定存在泄露,开启导流风机两侧管道内的电控阀门,并从外部引入惰性气体加以稀释和保护,并及时派遣检修人员到达现场进行检修。
19.本发明的有益效果如下:(1)本发明通过压力检测单元对氢气存储模块中多处位置的压力变化进行检测,经由智能终端对收集的检测数据进行判断分析后,再判定是否使用气体检测模块对成分进行分析,在保证问题精准检测的同时,降低现有技术中笼统的全局检测带来的效率低下,问题点发现不及时的问题;当需要气体检测单元介入分析气体成分时,通常意味着可能出现了泄露情况,而该泄露有可能是储氢舱密封泄露,也有可能是储氢舱内存放的储氢罐发生泄露,因而,通过压力检测单元配合气体检测单元可以有效完成高效的成分分析的工作,并在气路系统的循环流动舱内气体的作用下,确保成分数据精准,从而判断问题点存在危险状态,及时派遣相关检修人员前往现场进行维修,若泄露的氢气量过多,在封闭的储氢舱内浓度过高则通过气路系统的气体循环或从外部引入新的保护气体,来稀释泄露过程中局部位置的浓度,降低危险发生的速率,为人员安全抢修赢取时间。
20.(2)本发明在智能终端的统一操控下,舱门外封部与舱体之间闭合接触时,压力传感器a设定的初始压力值得以确定,便于对后续可能出现变化压力值进行准确监控;同时,在舱门与舱体之间闭合后,在舱体内填充固定量的保护气体后,在不出现密封泄露的前提下,设定舱门的内封部上压力传感器b的初始压力值,便于对后续可能出现变化压力值进行准确监控,以及压力传感器a和压力传感器b联动检测并被智能终端加以分析判断时的准确性。
21.(3)本发明在检测判定是否发生泄漏时,应当先根据压力传感器a所感应到的舱门闭合状态下舱门受到的压力发生变化,之后由智能终端检测压力传感器b是否存在舱内压力数值变化:若发现压力传感器b不存在数值变化,则判定舱门受到外部压力,若压力变化持续大于30s则需要智能终端发出相关提醒,使得检修人员及时判定是否需要现场检查;若发现压力传感器b存在数值变化,且达到设定阈值,则判定舱体受到外部压力或内部出现泄露情况;需要注意的是,若因外部环境造成的局部气压改变,智能终端则在判断无危险后,根据实际情况调整压力传感器的检测阈值,以确保不会造成频繁误判的情况。
22.(4)本发明精准的泄露检测背后对应的是检测要求和判断顺序的改变,即正常的顺序是延续压力传感器b检测到压力存在变化,且达到设定阈值,则判定舱体受到外部压力或内部出现泄露情况,此时由智能终端监测压力传感器c是否存在压力数值变化:
若压力传感器c不存在压力变化,则判定舱门受到外部压力并非发生泄露,若压力传感器b检测到的压力变化持续大于设定时间,则智能终端发出相关提醒,提醒检修人员去现场进行检查;若压力传感器c存在压力变化,且达到设定阈值,则初步判定储气罐发生泄漏;此时智能终端打开循环风机,使得储氢舱内的气体流出并在管道内流动的过程中经由气体检测单元进行气体成分检测;若此时气体检测单元检测到气体成分无氢气,则判定舱内气体受到外部因素影响所导致的连锁反应,提醒检修人员去现场进行检查;若此时气体检测单元检测到气体成分存在氢气,则判定存在泄露,立即关闭循环风机两侧管道内的电控阀门,并开启导流风机两侧管道内的电控阀门,从外部引入惰性气体加以稀释和保护。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明传感系统的基本工作流程图;图2为本发明氢气存储模块的结构示意图;图3为图2中a-a处剖视图;图4为图2中b处局部放大示意图;图5为图2中c处局部向视图;图6为舱门及相关部件安装示意图;图7为气体检测单元重a/d转换器与单片机连线线路示意图;图8为本发明检漏方法流程图1;图9为本发明检漏方法流程图2。
25.图中标记为:氢气存储模块1、储氢罐11、储氢舱12、舱体121、舱门122、外封部122a、内封部122b、凸出部122c、进气口123、出气口124、支架13、横轴14、底座15、气路系统2、循环风机21、导流风机22、风箱23、压力检测单元3、压力传感器a31、压力传感器b32、压力传感器c33、气体检测单元4、夹具5、连接部51、轴套51a、连杆51b、下夹持部52、上夹持部53、牵拉件6。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围本发明的设计致力于解决现有技术中氢气存储系统中氢气与传感器材料直接接触,因氢气可能被检测材料吸收,所进而导致的氢气泄露点及泄露量的检测准确性得不到
保证,且检测过程中由于无法对泄漏原因进行误判分析,使得泄露处理的安全性和及时得不到保证的相关问题,因为上述问题,直接影响氢气存储系统对不同外部存储环境的适应性,从而很容易导致一系列相关问题的产生,其中,当多储氢罐集中存储时,检测的准确性是否会受到到外部环境的影响,而对“是否为氢气存储泄露”判断造成影响;若无法通过检测系统判断出现场出现异常的原因,则后续问题排查检修的及时性无法得到保证,且检修人员现场检修的安全性也无法得到保障;对此,本方案采用以下实施例来具体说明本系统的解决现有问题的详细过程;就实施例一而言,参考说明书附图1-2所示,本技术解决问题主要依靠氢气存储模块1、检测模块、气路系统2和智能终端四大板块,通过对四大板块分别进行了相关结构及信息传输设计,以实现精准判断、高效检测、成分及危险分析、安全维护的连锁效果;具体,本发明通过将若干储氢罐11存放在储氢舱12内,通过储氢舱12上设置的进气口123向储氢舱12内填充保护气体,而保护气体由以惰性气体为优,而考虑到保护气体中可能存在多种气体会与泄露的氢气在特定的外部环境下造成危险发生,我们选择其中一类,即惰性气体加以填充,同时保证即便发生氢气泄露问题,也会因为惰性气体的保护减少危险发生的概率;另外,通过检测模块中的压力检测单元3对氢气存储模块1中多处位置的压力变化进行检测,经由智能终端对收集的检测数据进行判断分析后,在判定是否使用气体检测模块3对成分进行分析,在保证问题精准检测的同时,降低现有技术中笼统的全局检测带来的效率低下,问题点发现不及时的问题;当需要气体检测单元4介入分析气体成分时,通常意味着可能出现了泄露情况,而该泄露有可能是储氢舱12密封泄露,也有可能是储氢舱12内存放的储氢罐11发生泄露,因而,通过压力检测单元3配合气体检测单元4可以有效完成高效的成分分析的工作,并在气路系统2的循环流动舱内气体的作用下,确保成分数据精准,从而判断问题点存在危险状态,及时派遣相关检修人员前往现场进行维修,若泄露的氢气量过多,在封闭的储氢舱12内浓度过高则通过气路系统2的气体循环或从外部引入新的保护气体,来稀释局部位置的浓度,降低危险发生的速率,为人员安全抢修赢取时间。
27.此处通过实施例二,参考附图2、3、6和附图8-9所示,来具体说明本系统的运行过程和原理,,本实施了区别于上述实施一的部分是:压力检测单元3与氢气存储模块1具体结构设计的配合使用具体呈现;考虑到本系统可能使用的环境,例如炎热、水压波动、高原气候频繁变化等,我们将氢气存储模块1拆解成便于拼接安装的多个独立部分,并对开门和储氢罐11的存储方式进行设计,以避免不同环境下的存储可能对会检测造成干扰的问题;其中,我们以最常见的陆地厂区为存储环境,干净无尘、恒温恒压、禁止烟火等为存储条件,通过将横轴14安装在支架13,储氢罐11与横轴14同轴心安装在底座15上,横轴14贯穿储氢罐11安装,确保舱门122密封滑动安装在横轴14上,并在舱门122的外封部122a与舱体121接触面上安装有压力传感器a31,在舱门122的内封部122b不与舱体121内壁接触的面上也设有压力传感器b32;其中,压力传感器a31用于检测舱门122闭合状态下舱门122受压变化;压力传感器b32用于检测舱门122闭合状态下舱体121内的压力变化;而为了确保舱门122与舱体121之间配合紧密性和受力均匀性,本发明在外封部122a上额外设有凸出部122c,而舱体121外壁上对应凸出部122c位置安装的伸缩元件,该伸
缩元件用于推动外封部122a从而打开舱门122,伸缩元件可采用电缸一类的具有电控功能的部件,以便于与智能终端电性连接,自动化远程控制舱门122的开合,且伸缩元件可沿着舱体122外部进行均匀布置多个(四个为佳),在智能终端的统一操控下,舱门122外封部122a与舱体121之间闭合接触时,压力传感器a31设定的初始压力值得以确定,便于对后续可能出现变化压力值进行准确监控;同时,在舱门122与舱体121之间闭合后,在舱体121内填充固定量的保护气体后,在不出现密封泄露的前提下,设定舱门122的内封部122b上压力传感器b32的初始压力值,便于对后续可能出现变化压力值进行准确监控,以及压力传感器a31和压力传感器b32联动检测并被智能终端加以分析判断时的准确性;其中伸缩元件、压力传感器a31和b均与智能终端电性连接,实现智能操控;进一步,该系统在检测判定是否发生泄漏时,应当先根据压力传感器a31所感应到的舱门122闭合状态下舱门122受到的压力发生变化,之后由智能终端检测压力传感器b32是否存在舱内压力数值变化:若发现压力传感器b32不存在数值变化,则判定舱门122受到外部压力,若压力变化持续大于30s则需要智能终端发出相关提醒,使得检修人员及时判定是否需要现场检查;若发现压力传感器b32存在数值变化,且达到设定阈值,则判定舱体121受到外部压力或内部出现泄露情况。
28.需要注意的是,若因外部环境造成的局部气压改变,智能终端则在判断无危险后,根据实际情况调整压力传感器的检测阈值,以确保不会造成频繁误判的情况。
29.然而,考虑到压力传感器a31和压力传感器b32可能受到的外部因素导致的压力变化概率大于内部因素,因此我们在贴近储氢罐11的位置安装压力传感器c33,压力传感器c33与智能终端电性连接,便于实现智能操控;对于压力传感器c33而言,位置设置在夹具5的下夹持部52和上夹持部53与储氢罐11接触的位置最佳,原因是通过压力传感器c33直接捕捉储氢罐11罐体充气或泄压后的涨缩变化,来进一步准确判断,是否为储氢罐11泄露造成恒压被改变,到此,可以知晓,精准的泄露检测背后对应的是检测要求和判断顺序的改变,即正常的顺序是延续压力传感器b32检测到压力存在变化,且达到设定阈值,则判定舱体121受到外部压力或内部出现泄露情况,此时由智能终端监测压力传感器c33是否存在压力数值变化:若压力传感器c33不存在压力变化,则判定舱门122受到外部压力并非发生泄露,若压力传感器b32检测到的压力变化持续大于设定时间(30秒),则智能终端发出相关提醒,提醒检修人员去现场进行检查;若压力传感器c33存在压力变化,且达到设定阈值,则初步判定储气罐发生泄漏;此时智能终端打开循环风机21,使得储氢舱12内的气体流出并在管道内流动的过程中经由气体检测单元4进行气体成分检测;若此时气体检测单元4检测到气体成分无氢气,则判定舱内气体受到外部因素影响所导致的连锁反应,提醒检修人员去现场进行检查;若此时气体检测单元4检测到气体成分存在氢气,则判定存在泄露,立即关闭循环风机21两侧管道内的电控阀门,并开启导流风机22两侧管道内的电控阀门,从外部引入惰性气体加以稀释和保护;但是,需要说明的是,压力传感器c33的压力检测既是单独存在的,也是联动,即除
了上述的检测顺序外,还可实现:在压力传感器c33却存在压力变化时,基于初始状态下储氢舱12内的气压小于储氢罐11内的气压这一条件,可以在知晓,若是发生泄露,则压力传感器c33的检测值变化应当是下降的,且此时压力传感器b32所检测到的压力值却是上升的,且数值上呈靠近之势逐渐变化;但若是外部因素所导致的连锁反应,则压力传感器c33和压力传感器b32所检测到的压力变化因当时同步抬升的;因此,在储氢罐11位于不同的储藏环境下,因外部因素或内部因素对判断是否泄露造成误判的影响,得到了有效的区分,从而实现更为准确的原因检测,无论是是从降低风险,还是提高风险处理效率,亦或是人员安全保证都得到了极大的提升。
30.此处通过实施例三,参考附图3-5所示,来具体说明本系统的运行过程和原理,本实施了区别于上述实施二的部分是:储氢舱12的开闭门设计进一步保证了检测精准度,并附带保证人员检修安全性;通过将储氢舱12设计成两端贯通的结构,并配设两个舱门122,负责舱门122开启的伸缩元件单侧独立控制,降低统一控制在发生故障时无法开启的情况;另外,由于两侧的舱门122及其上布局的压力传感器a31和压力传感器b32相同,在横轴14上往复移动实现舱门122开启闭合的同时,确保任意一侧都能及时的感知压力的变化,原因在于考虑到储氢舱12中存放的储氢罐11将会是大量的,泄露点确认的及时性直接影响了设备使用及检修人员的安全;然而,在上述功能以外,为了实现安全检修以及储氢罐11便捷安装,在舱门开启的同时,由牵拉件6将夹具5沿横轴14滑动拉出,避免人员深入储氢舱12中进行检修或是安装;其中,对于夹具5而言,本方案的设定中只需要满足:呈摩天轮状在横轴14上转动便于夹持多个储氢罐11、夹具5可以沿横轴14随舱门打开而被拉出、夹具5可以打开将储氢罐12拆卸下来进行维修更换、;因而,夹具5由连接部51、下夹持部52和上夹持部53依次连接组成,其中连接部51可以采用轴套51a和连杆51b结构,轴套51a套设在横轴14上,然而,轴套51a既能绕横轴14轴线转动又能沿轴线方向滑动,轴套51a与连杆51b固连后,连杆51b上的下夹持部52和上夹持部53所夹持的储氢罐11也能随之转动和滑动,为保证功能实现,配套结构件简单易制,我们的下夹持部52和上夹持部53为简单两半圆弧的拼接结构进行罐体装夹,两半圆弧的一侧转动连接,另一端采用卡扣进行连接,具体可参考图示;对应的压力传感器c33布置在下夹持部52和上夹持部53与储氢罐11接触的面上;对于牵拉件6而言,为了夹具5能随舱门打开而拉出、拉出后相互脱离、以及拉出后还能同步推回,本方案在夹具5的连杆51b上的安装部位具体开设安装孔(贯穿的通孔),在牵拉件6远离相邻舱门122的一端上贯穿设有两个插销孔,牵拉件6贯穿连杆51b上的安装孔后,两个插销孔位于连杆51b的两侧,插销孔内安装限位插销,实现牵拉件6相对连杆51b的左右移动限位,从而实现夹具5能随舱门打开而拉出、拉出后同步推回的作用;对于拉出后相互脱离而言,同样可以实现,但需要说明的是,拉出后相互脱离是指,在舱门只能打开一定范围,过远意味着横轴两端延伸距离过长,不利用保证安装的稳定性,而不脱离则有效保证夹具5及其上的储氢罐11在储氢舱12内放置的稳定性,而脱离则是考虑到要转动夹具5安装多个储氢罐11,因此,对于牵拉件6的位于舱门12上的一端所设置成的可拆卸连接结构可以参考上述插销连接的方式,从而在舱门122上另外增加安装座,并在安装座上以及牵拉件
6上对应位置开始贯穿的插销孔,然后用插销进行可拆连接;上述的连接办法是为了实用所需功能最简单实用的方式之一,但本方案并不局限于仅保护上述一种安装办法。
31.在检修人员需要转动夹具进行检修或更换储氢罐11时,通过将牵拉件6一端从舱门122上拆下,然后将牵拉件6另一端靠近舱门122的处的插销拆下后,将牵拉件6沿安装孔进行滑动一端距离后,将牵拉件6作为臂杆来撬动夹具5,实现辅助转动储氢罐11,提高检修更换的便捷性。
32.实施例四进行了细节补充说明,参考附图1、8、9所示,以保证整体检测系统多环节的流畅实施,实施例一中指出在检测的过程中,循环风机21促使气体在储氢舱12及管道系统内不断循环,从而保证即便发生泄露,也可以短时间内将泄露出的氢气迅速散开,避免因氢气泄露且集中于某处而发生危险;同时,充分混合后的气体在流经气体检测单元4时,可便于气体检测单元4更为准确的分析出循环气体的组成成分,从而通过结合上述压力检测单元3的检测结果来综合分析是否发生泄露及具体泄露位置,从而快速给出应对办法;但相较于实施例一而言,实施例四通过增设导流风机22,在未确认发生泄漏前时,尤其当压力传感器c33已经检测到相关压力变化时,通过及时打开导流风机22,多次定量的从外界引入惰性气体,来提前通过稀释管道和储氢舱12内的氢气含量,来预防因氢气泄露造成的密封舱12内的浓度增加所导致危险发生;因而即便真的发生泄露,短时间内发生危险的概率大大降低,延长安全抢修的时间,检修人员的安全得以保障;若经检测发现未发生泄露时,通过导流风机22将储氢舱12内的气体回收,确保储氢舱12内的气压回至要求数值范围内,确保后续检测工作的持续稳定进行,导流风机22具有增压功能;当导流风机22或循环风机未被触发时,管道内均安装有电控阀门均被关闭,即只有在需要调整舱内气压或是起稀释保护作用时才开启;考虑到,特殊情况下,设备老化管理不当的情况下很容易造成大量泄露,且根据前述检测方法判断出造成的泄露量较大时,触发导流风机22或循环风机工作时,适当的还会同步开启两侧舱门,在导流风机22增压冲入的惰性气体具有高速流动的特性,来使得氢气随气流快速逸散到外部环境中去,来降低氢气集中所导致危险发生的概率;其中,导流风机22、循环风和机电控阀门均与智能终端电性连接,便于实现远程智能控制。
33.实施例五,参考附图7所示,气体检测单元4包括气体传感器阵列、a/d转换器、单片机和数据线;所述气体传感器阵列由数个单独的气体传感器组合而成,并采用集成工艺制作;所述气体传感器用于把气体中的特定成分检测出来,并将其转化为电信号,集成化便于信号的集中采集与处理;其中,气体流经气体传感器阵列后,气体传感器阵列输出的微弱电信号,经各自信号放大电路对信号进行预处理,使其转换为o-5v 范围内变化的直流信号,送到a/d 转换电路变换为数字信号,对其进行数据采集处理;单片机主要对采集数据进行处理,按各种气体浓度的数学模型计算出其浓度,由数码管显示其相应的气体种类及浓度值,当浓度超标时,由智能终端进行报警;单个气体传感器相较于现有技术中采用的传敏阵列在特性上有质的区别,单个气体传感器对气味/气体的响应可用强度来表示,而气敏传感器阵列除了各个传感器的响应
外,在全部传感器组成的多维空间中形成响应模式,在环境条件一定的情况下,阵列上的响应模式与其激励是一一对应的,而这正是该系统能对多种气味和气体进行辨识的关键所在;本设计通过气体传感器阵列采集气体信息,并将采集到的信息转化为电信号,然后送到a/d转换器进行模数转换。
34.其中,数据采集和数据处理系统部分:由气体传感器阵列输出的微弱电信号,经各自信号放大电路对信号进行预处理,使其转换为o-5v 范围内变化的直流信号,送到a/d 转换电路变换为数字信号,对其进行数据采集处理。
35.为了方便与单片机的连接,本系统选用a/d转换器芯片对采集到的气体信息进行模数转换。其分辨率为8位,不必进行零点和满度调整,且具有高阻抗斩波稳定比较器,8个通道的多路开关可直接存取8个单端模拟信号中的一个。利用单片机写启动a/d转换器,转换结束后再由a/d转换器向发出中断请求信号,cpu响应中断请求。通过对译码器的读操作,读取转换结果并送到被测量的相应存储区。再重新选择被测量,并再次启动a/d转换后中断返回。a/d转换器与单片机连线线路如说明书附图7所示。
36.在该系统中单片机主要对采集数据进行处理,按各种气体浓度的数学模型(现有技术)计算出其浓度,由数码管显示其相应的气体种类及浓度值,当浓度超标时,进行报警。
37.该系统还采用了分频器;分频器对脉冲信号进行2的n次方分之一的分频,例如把32768hz的脉冲信号变成1hz的秒信号。通常利用t触发器实现,每来一个脉冲后触发器状态改变,经过n个t触发器处理后就可以得到2的n次方分之一的分频信号。单片机接12mhz晶振,经ale端后输出到分频器为2mhz,分频器进行分频后为a/d转换器提供所需的工作时钟。
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