一种加氢机加氢流量调节检测装置

技术领域

本申请涉及加氢设备的技术领域，尤其是涉及一种加氢机加氢流量调节检测装置。

背景技术

汽车用压缩氢气加气机是一种给汽车提供压缩氢气燃料或天然气混氢燃料充装服务，并带有计量和计价等功能的专用设备，简称加氢机。在加氢机给汽车加氢过程中，加氢机上通常会设有检测装置，以便操作者对加氢机输出的氢气流速进行检测，从而控制加氢量，实现计量功能。

相关技术中提出一种加氢流量检测装置，例如公告号为CN115962808A的中国专利公开了一种流量计，包括管体、支撑平台、法兰和节流元件。其中管体包括管主体和取压部，管主体的内部沿轴向开设有第一通道，管主体的外周壁设置有取压部，取压部沿管体的径向朝远离管体的一端延伸；取压部的内部沿管主体的径向开设有两条第二通道，两条第二通道沿管体的轴向排列，且第二通道的一端连通第一通道，法兰安装于管体的轴向两端；节流元件设置于管主体的第一通道内，且节流元件沿第一通道的轴向位于两条第二通道之间。

但是相关技术中的流量计在工作时氢气从流量计内部通过，氢气与流量计内部的节流元件发生碰撞从而出现回流现象，回流的氢气与正向流动的氢气形成对冲，影响正向流动的氢气流速，使得流量计检测出的氢气流速存在误差。

发明内容

为了改善相关技术中的流量计在对氢气流速进行检测时易出现氢气回流现象，与正向流动的氢气形成对冲，影响加氢机对输出的氢气的流量检测的准确度的问题，本申请提供一种加氢机加氢流量调节检测装置。

本申请提供的一种加氢机加氢流量调节检测装置采用如下的技术方案：

一种加氢机加氢流量调节检测装置，用于对加氢机进行流量检测，包括连接在加氢机出气口上的检测管道，所述检测管道内设有检测组件，所述检测组件包括固定在所述检测管道内壁上的若干连接片，若干所述连接片沿所述检测管道的周向均布；

所述连接片上设有应变片，所述连接片远离所述检测管道内壁的一端上设有迎风球；

所述检测管道与加氢机之间设有调节阀，所述调节阀与所述应变片信号连接，所述检测管道内氢气自靠近所述调节阀的一端流向远离所述调节阀的一端。

通过采用上述技术方案，加氢机加氢过程中氢气流动产生气流冲击在迎风球上，迎风球受冲击力影响朝背向来流方向移动，而连接片又是固定在检测管道的内壁上的，因此迎风球受力移动时将带动连接片弯曲，使得连接片发生机械形变，应变片被带动弯折从而测算出当前位置所受到的风压。

在测算过程中，迎风球采用球形结构，因此无论迎风球如何偏转移动，迎风面的面积始终不会发生改变，且不易出现回流现象，有效提升了该流量调节检测装置流量检测的准确度。

可选的，所述迎风球与所述连接片之间通过连接组件相连，所述连接组件包括固定在所述连接片远离所述检测管道的内壁一端的连接杆，所述连接杆背向所述连接片的一端沿所述迎风球的径向插入所述迎风球，所述连接杆与所述迎风球固定。

通过采用上述技术方案，连接杆将迎风球连接在连接片上，使得连接片可随着迎风球的移动而移动，从而带连接片发生机械形变。

可选的，所述迎风球表面布设有若干凹槽。

通过采用上述技术方案，迎风球表面密布凹槽，在不增加迎风球体积的前提下增大了迎风球的迎风面积，使得迎风球在氢气流动时可受到更大的冲击，从而使得连接片发生的形变程度得以放大，提升检测精度并扩大检测范围。

可选的，所述检测管道内设有核验机构，所述核验机构安装在所述检测组件背向所述调节阀的一侧，所述核验机构包括中部核验组件和末端核验组件，所述中部核验组件和所述末端核验组件沿氢气的流通方向依次布设。

通过采用上述技术方案，在检测管道内设置核验机构，中部核验机构和末端核验机构沿着氢气的流通方向依次布设，从而对氢气的流速进行再次检测和最终检验，最后综合三次的检验结果计算得出最终的氢气流速，提升了检测结果的准确度。

可选的，所述中部核验组件包括固定在所述检测管道内壁上的固定环，所述固定环上贯穿设有若干嵌装孔，若干所述嵌装孔沿所述固定环的周向依次布设；

所述嵌装孔内嵌装有热敏头，所述热敏头内部具有空腔，所述空腔中安装有电热丝，所述固定环上设有用于检测电热丝温度的热敏传感器，所述热敏传感器与所述电热丝连接。

通过采用上述技术方案，检测过程中为电热丝通恒定电流，电热丝的电阻是恒定的，则电热丝的温度也将保持恒定。在检测管道中，氢气流过时将带走一定的热量，而热量的流失量与氢气的流速相关，以此可以测算出氢气的流速。

可选的，所述固定环上贯穿设有若干过流槽，所述过流槽与所述嵌装孔间隔分布。

通过采用上述技术方案，在固定环上贯穿设置若干过流槽，缩减了固定环的面积，从而减少了氢气流通过程中撞击在固定环表面导致氢气回流的情况。

可选的，所述末端核验组件包括支承架，所述支承架固定在所述检测管道的内壁上，所述支承架上设有流速扇和转速传感器，所述转速传感器用于测量所述流速扇的转速。

通过采用上述技术方案，流速扇转动安装在支承架上，伴随着氢气流通流速扇转动，转速传感器监测流速扇转速，从而计算出当前位置的氢气流速，以便与检测组件检测到的氢气流速进行比对。

可选的，所述支承架包括支承杆，所述支承杆沿所述检测管道截面的径向设置并固定在所述检测管道的内壁上，所述支承杆朝向所述检测组件的面上设有延伸杆，所述延伸杆位于所述支承杆的中心位置并垂直于所述支承杆设置，所述流速扇通过承转组件安装在所述延伸杆上。

通过采用上述技术方案，支承杆安装在管道内壁上，流速扇通过承转组件安装在延伸杆上，使得流速扇与支承杆之间留有间隙，降低设置支承杆对流速扇转动造成的影响。

可选的，所述流速扇包括扇轴，所述延伸杆上套设有轴承，所述扇轴套设于所述轴承上，所述扇轴上沿周向均布有若干扇叶；

所述承转组件包括一对端板，一对所述端板均套设于所述延伸杆上，其中一所述端板位于所述扇轴朝向所述检测组件的一侧，另一所述端板位于所述扇轴背向所述检测组件的一侧，所述端板靠近所述扇轴的面上沿周缘设有限位环，所述限位环与所述扇轴端面之间留有间隙，所述限位环、端板和扇轴的端面围合形成安装空间，所述安装空间内设有若干滚珠，所述滚珠侧壁与所述扇轴的端面抵接。

通过采用上述技术方案，在扇轴与延伸杆之间设置轴承，减少了扇轴在转动过程中受到的摩擦阻力，使得扇轴的转动过程更加灵活。

另外，在限位环、端板和扇轴的端面围合形成的安装空间中安装滚珠，滚珠抵接在扇轴的端面上，既对流速扇的位置进行了限制，起到限位作用，又

可选的，所述连接片、连接杆和应变片表面均包覆有橡胶套。

通过采用上述技术方案，连接片、连接杆和应变片长期浸没在氢气中，受到氢气影响容易发生氢脆现象，导致检测组件的使用寿命缩短，因此设置橡胶套对连接片、连接杆和应变片进行保护，将连接片、连接杆和应变片与氢气隔离开来，降低氢脆现象发生的可能性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、加氢机加氢过程中氢气流动产生气流冲击在迎风球上，迎风球受冲击力影响朝背向来流方向移动，而连接片又是固定在检测管道的内壁上的，因此迎风球受力移动时将带动连接片弯曲，使得连接片发生机械形变，应变片被带动弯折从而测算出当前位置所受到的风压。

在测算过程中，迎风球采用球形结构，因此无论迎风球如何偏转移动，迎风面的面积始终不会发生改变，且不易出现回流现象，有效提升了该流量调节检测装置流量检测的准确度；

2、检测过程中为电热丝通恒定电流，电热丝的电阻是恒定的，则电热丝的温度也将保持恒定。在检测管道中，氢气流过时将带走一定的热量，而热量的流失量与氢气的流速相关，以此可以测算出氢气的流速；

3、连接片、连接杆和应变片长期浸没在氢气中，受到氢气影响容易发生氢脆现象，导致检测组件的使用寿命缩短，因此设置橡胶套对连接片、连接杆和应变片进行保护，将连接片、连接杆和应变片与氢气隔离开来，降低氢脆现象发生的可能性，从而延长连接片、连接杆和应变片的使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例中加氢机加氢流量调节检测装置的示意图。

图2是本申请实施例中加氢机加氢流量调节检测装置的剖视图。

图3是图2中A部分的放大图。

图4是本申请实施例中检测组件的局部剖视图。

图5是本申请实施例中中部核验组件的剖视图。

图6是图2中B部分的放大图。

附图标记：1、检测管道；2、调节阀；3、检测组件；31、连接片；32、应变片；33、迎风球；331、凹槽；4、连接组件；41、连接杆；411、连接部；412、穿插部；5、核验机构；51、中部核验组件；511、固定环；5111、嵌装孔；5112、过流槽；512、热敏头；5121、空腔；513、电热丝；514、热敏传感器；52、末端核验组件；521、支承架；5211、支承杆；5212、延伸杆；522、流速扇；5221、扇轴；5222、扇叶；523、转速传感器；6、承转组件；61、端板；62、限位环；63、滚珠；7、轴承；8、安装空间；9、橡胶套。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种加氢机加氢流量调节检测装置。

参照图1，一种加氢机流量调节检测装置，包括连通在加氢机出气口上的检测管道1，检测管道1与加氢机的连接处安装有调节阀2，用于对加氢机输出的氢气量进行检测。本申请中的调节阀2为常见的流量调节阀2。

参照图2，另外，检测管道1内设有数据处理模块、检测组件3和核验机构5，核验机构5包括中部核验机构51和末端核验机构52，检测组件3、中部核验组件51和末端核验组件52沿着氢气的流通方向依次布设，检测组件3、中部核验组件51和末端核验组件52均与数据处理模块信号连接，数据处理模块与流量调节阀2信号连接。

实际检测时，检测组件3对氢气流速进行初步检测，中部核验组件51和末端核验组件52对氢气流速进行再次和最终检测，最后数据处理模块综合三次检测结果，计算得出加氢机的实际加氢流量，提升了检测结果的准确度。

同时，流量调节阀2与数据处理模块信号连接，可根据信号处理模块接收到的流量信号来调整检测管道1内部流量，使得检测管道1内部氢气流量符合使用需求。本申请实施例中的数据处理模块为常见的单片机。

参照图2，就理论而言，由于检测组件3、中部核验组件51和末端核验组件52在检测通道内是沿着氢气的流通方向布设的，检测组件3位于中部核验组件51和末端核验组件52的上游，所以检测组件3检测到的氢气流速应当大于中部核验组件51检测到的氢气流速，中部核验组件51检测到的氢气流速应当大于终端核验组件检测到的气体流速。

实际检测过程中，若检测组件3、中部核验组件51和末端核验组件52所检测到的氢气流速不是依次递减的，则说明检测结果存在误差，需要立刻关闭调节阀2，对检测组件3、中部核验组件51和末端核验组件52进行检修。

参照图2和图3，具体地，检测组件3包括若干连接片31，连接片31为具有弹性的金属薄片，连接片31垂直于检测管道1设置并与检测管道1的内壁焊接。连接片31上通过结构胶粘接有应变片32，使得应变片32可随着连接片31的弯折而改变形状、发生形变，测得该处的风压，从而根据风压和风速的计算公式计算出氢气流速。

参照图3和图4，此外，为了增大迎风面积，本申请实施例中的检测组件3还包括通过连接组件4安装在连接片31上的迎风球33，迎风球33为泡沫球。连接组件4包括连接杆41，连接杆41的一端一体成型于连接片31远离检测管道1内壁的一端上，另一端沿着迎风球33的径向插入迎风球33中并与迎风球33粘接固定。

具体地，连接杆41包括穿插部412和连接部411，穿插部412采用圆柱形结构并穿设至迎风球33的球心位置，穿插部412与迎风球33之间通过结构胶粘接固定。

连接部411位于穿插部412和连接片31之间，连接部411的一端呈圆柱形并与穿插部412同轴固定，另一端呈扁平状并与连接片31平滑过渡连接，连接片31、连接部411和穿插部412一体成型设置，提升了连接杆41与连接片31之间连接的整体性，延长了连接杆41的使用寿命。

参照图3和图4，为了进一步延长检测组件3和连接组件4的使用寿命，本申请实施例中在连接片31、连接杆41和应变片32上均包覆有橡胶套9。

橡胶套9隔绝了检测管道1内的氢气，使得连接片31、连接杆41和应变片32不易受到氢气的侵蚀而发生氢脆现象，从而延长检测组件3和连接组件4的使用寿命。

参照图2和图3，实际检测时，调整调节阀2，改变加氢机单位时间内输出的氢气量，从而改变检测管道1内的氢气流速，迎风球33受到氢气冲击发生位移，带动连接片31和应变片32发生形变，从而测算出当前位置的风压。

参照图2和图4，进一步地，为了在不增大迎风球33体积的情况下增大迎风面积，以便应变片32根据连接片31的形变量准确测算出当前风压，本申请实施例中在迎风球33表面密布有凹槽331。

氢气流通时冲击在迎风球33表面上，迎风球33表面密布的凹槽331增加了迎风球33的迎风面积，使得迎风球33受到的冲击力增强，从而放大了连接片31的形变程度，扩大了检测组件3的检测量程，使得检测管道1内氢气流速低时也能够被检测到。

参照图2和图5，中部核验组件51包括固定环511，固定环511的外圈焊接在检测管道1的内壁上。固定环511上贯穿设有若干嵌装孔5111，嵌装孔5111内嵌装有热敏头512。本申请实施例中的固定环511和热敏头512均采用不锈钢材料制成，即使长期处于充满氢气的环境中也不易发生氢脆现象。

参照图5，具体地，热敏头512内具有空腔5121，空腔5121中设有电热丝513，电热丝513贴附着空腔5121的内壁设置。固定环511上安装有热敏传感器514，热敏传感器514与电热丝513导线连接。实际检测过程中，为电热丝513接通恒定的电流，电热丝513发热并将热量传递给热敏头512。

本申请实施例中由于电热丝513的电阻是恒定的，所以电热丝513产生的热量也是恒定的。氢气流通时产生气流吹过热敏头512表面，带走热敏头512上的一部分热量，使得热敏头512表面温度降低，热敏传感器514实时监测热敏头512温度。

具体地，本申请实施例中检测管道1内氢气处于静止状态，即不流动时，电热丝513的温度恒定在100℃，当氢气流速提升到1m/s时，电热丝513的温度降低到98℃，伴随着氢气流速的提升，电热丝513的温度随之降低，从而使得数据处理模块可根据热敏传感器514检测到的温度检测并算得该处氢气流速。

数据处理模块通过比对该处氢气流速和检测组件3测得的氢气流速，可对检测组件3检测到的氢气流速进行核验。

参照图5，另外，为了减少氢气流通过程中受到固定环511的阻碍而出现回流现象的情况，本申请实施例中的固定环511上贯穿设有若干过流槽5112，过流槽5112与嵌装孔5111间隔设置，减小了固定环511的迎风面积，从而降低了设置固定环511对氢气流动的影响。

参照图2和图6，末端核验组件52包括流速扇522，检测管道1内设有支承架521，流速扇522通过承转组件6安装在检测管道1内，支承架521上安装有测量流速扇522转速的转速传感器523。

氢气流通时，流速扇522转动，转速传感器523实时检测流速扇522的转速，从而计算得到当前位置的氢气流速，最后将当前位置的氢气流速与之前两次测得的氢气流速进行比对，从而计算得到检测管道1内氢气流速的均值，以达到提升检测装置检测的准确度的目的。

参照图2和图6，具体地，支承架521包括支承杆5211和延伸杆5212，支承杆5211沿着检测管道1的径向设置并固定在检测管道1的内壁上，延伸杆5212沿着检测管道1的轴向设置、垂直焊接在支承杆5211上，支承杆5211和延伸杆5212呈T字形布设。

参照图6，流速扇522包括套设在延伸杆5212上的扇轴5221，扇轴5221上沿周向均布有若干扇叶5222，氢气流动时，扇叶5222被带动旋转。为了降低流速扇522在转动过程中受到的阻力，本申请实施例中在扇轴5221与延伸杆5212之间设有轴承7，从而使得流速扇522的转动过程更加顺畅，降低流速扇522在长时间使用后出现卡阻，以致检测精度受损的可能性。

参照图6，承转组件6包括一对套设在延伸杆5212上的端板61，一对端板61分别设置在扇轴5221的两端，对扇轴5221在轴向上的位置进行了限制。

端板61朝向扇轴5221的面上一体成型有限位环62，限位环62沿着端板61的周缘设置，限位环62、端板61和扇轴5221的端面之间围合形成安装空间8，安装空间8内转动安装有若干滚珠63，滚珠63的侧壁与扇轴5221的端面相抵接，使得限位环62与扇轴5221的端面之间留有间隙，以便扇轴5221转动。

本申请实施例一种加氢机加氢流量调节检测装置的实施原理为：加氢机加氢过程中，氢气流动并产生气流冲击在迎风球33上，迎风球33受冲击力影响朝背向来流方向移动，而连接片31又是固定在检测管道1的内壁上的，因此迎风球33受力移动时将带动连接片31弯曲，使得连接片31发生机械形变，应变片32被带动弯折从而测算出当前位置所受到的风压。

在测算时，由于迎风球33采用的是球形结构，因此无论迎风球33在氢气气流冲击下如何偏转移动，迎风面的面积始终是不会发生改变的。并且，氢气在流通时不易出现回流现象，有效提升了流量调节检测装置流量检测的准确度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。