专利名称：缸压力传感器及相关方法
技术领域：
本发明涉及压力传感器，并且特别涉及一种能够承受通常由往复式氢气压缩机所经受的酸性气体环境的压力传感器。
背景技术：
由于膜片作为硫化物应力开裂、氢脆和氯化物开裂的结果而受到化学浸蚀，在往复式氢气压缩机中使用现有压力传感器具有相对短的寿命。典型地，所述压力传感器使用316L不锈钢膜片，其寿命随存在于气体流中的硫化物和氯化物的浓度而变化。在不到一年以及在某些情况下不到两个月的使用时间内经常会发生膜片失效。另一方面，客户希望其寿命为三到五年的范围并且因此希望提供一种压力传感器，特别是在通常在往复式氢气压缩机内出现的酸气环境下具有增加了的寿命预期。
发明内容
根据本发明示例性实施例，压敏电阻压力传感器使用由称为C-276的镍基合金构作而成的、带有贵金属镀层例如24K金镀层的膜片。所述C-276合金材料也用于压力传感器上的所有外部浸湿表面。在制造该装置时，组装所有浸湿部件所需的焊接在不使用填料的情况下进行并且在焊接后进行膜片的镀金。
可预期上述压力传感器将在气流中存在有硫化物和氯化物的往复式氢压缩机中寿命可高达五年(大约十亿次循环)。换句话说，通过使用这些材料，将极大地减少模片的化学浸蚀，导致寿命的显著增加。
因此，在其更广泛的方面，本发明涉及一种用于酸气环境下的往复式氢压缩机的压力传感器，包括一传感头，该传感头包括安装在其自由端上的膜片；其中所述膜片由镍基合金构作而成，在其暴露侧上有金镀层。
在另一方面，本发明涉及一种用于酸气环境下的往复式氢压缩机的压力传感器，包括一传感头，该传感头包括安装在其自由端上的膜片；其中所述膜片由C-276镍基合金构作而成，在其暴露侧上有金镀层；及其中所述传感头包括也由C-276镍基合金构作而成的螺纹端部和整体六角螺母。
在又一个方面，本发明涉及一种监测酸气环境下的往复式氢压缩机中的管路压力的方法，包括a)提供一个压力传感器，其具有传感头和由镍基合金构成的、与传感头自由端齐平设置的膜片；b)在所述膜片的一侧涂敷金镀层；以及c)以及在所述一侧暴露于酸气情况下将压力传感器安装在往复式压缩机中。
下面将参考附图对本发明进行详细的说明，其中图1为根据本发明的示例性实施例的缸压力传感器的侧视立面图。
具体实施例方式
现在参考附图，压敏电阻型缸压力传感器(cylinder pressure transducer)10包括在其一端的传感头12，以及在相对端的壳体14，它们通过一个传感器缆线16连接。装置的电子原件已经从所述传感头12移位至所述壳体14以实现更好的温度性能。如果希望的话，所述缆线16可以包封或封罩在任何合适的铠装18中。所述传感头12包括一个在其自由端具有齐平安装的膜片22的螺纹端部20。在所述螺纹端部20和一个整体六角螺母26之间设置有一个密封圈24，借此所述传感器通过螺纹连接接合在例如一个往复式压缩机壳体(未显示)上的相应螺纹孔内。在朝向所述壳体14的方向上，所述传感头12与所述六角螺母22轴向相邻。
本发明主要涉及所述膜片22及位于虚框28内的包括所述螺纹部分20和六角螺母26的所谓的“浸湿表面”。
根据本发明的一个示例性实施例，所述膜片22由在酸气环境中特别有效的C-276镍基合金构作而成。可买到名称为哈司特镍合金C-276(HastelloyC-276)的一种适当的C-276合金。通常，所述膜片可具有大约42微米的厚度。优选地，所述膜片22在其暴露侧进行贵金属涂敷(优选的是镀金并且更优选的是镀24K金)，以给所述膜片提供附加的保护以抵抗腐蚀和氢扩散。所述金镀层的优选厚度为5到8微米。所述哈司特镍合金C-276被用于所述虚框28内的所有浸湿表面，包括螺纹端部20和整体六角螺母26。在所述传感器该区域内进行组装所需的焊接将在不使用填料(filler)的情况下实现。另外，仅在所有焊接已经完成后才进行所述膜片的镀金。
可预期上述传感器将在气流中存在有硫化物和氯化物的H2往复式压缩机中寿命可达两年(即大约十亿次循环)，因此为所述传感器提供了显著增加了的寿命预期。
虽然结合目前认为是最可行的及优选的实施例对本发明进行了说明，但应该明白本发明不限于所公开的实施例，与此相反，本发明旨在覆盖包含在后附权利要求书的范围和其精神内的各种改进和等同物配置。
权利要求
1.一种用于酸气环境下的往复式氢压缩机的压力传感器(10)，包括一传感头(12)，该传感头包括安装在其自由端上的膜片(22)；其中所述膜片(22)由镍基合金构作而成，在其暴露侧上有贵金属镀层。
2.如权利要求1所述压力传感器，其中所述镍基合金为C-276合金。
3.如权利要求1所述压力传感器，其中所述传感头包括由所述镍基合金构成的螺纹端部(20)和整体六角螺母(26)。
4.如权利要求3所述压力传感器，其中所述镍基合金为C-276合金。
5.如权利要求1所述压力传感器，其中所述贵金属镀层包括24K金镀层。
6.如权利要求1所述压力传感器，其中所述金镀层涂覆约5到8微米的厚度。
7.如权利要求1所述压力传感器，其中所述膜片(22)具有大约42微的厚度。
8.如权利要求7所述压力传感器，其中所述金镀层涂覆覆约5到8微米的厚度。
9.如权利要求1所述压力传感器，其中进一步包括通过传感器缆线(16)与所述传感头连接的壳体(14)
10.一种用于酸气环境下的往复式氢压缩机的压力传感器(10)，包括一传感头(12)，该传感头包括安装在其自由端上的膜片(22)；其中所述膜片(22)由镍基C-276合金构作而成，在其暴露侧上有金镀层；及其中所述传感头(12)包括也由所述镍基C-276合金构作而成的螺纹端部(20)和整体六角螺母(26)。
全文摘要
本发明涉及一种用于酸气环境下的往复式氢压缩机的压力传感器(10)，包括一传感头(12)，该传感头包括安装在其自由端上的膜片(22)。所述膜片(22)由镍基合金构作而成，在其暴露侧上有金镀层。监测酸气环境下的往复式氢压缩机中的管路压力的方法包括a)提供一个压力传感器(10)，其具有传感头(12)和由镍基合金构成的、与传感头自由端齐平设置的膜片(22)；b)在所述膜片的一侧涂敷贵金属镀层；以及c)在所述一侧暴露于酸气情况下将压力传感器安装在往复式压缩机中。
文档编号F04B39/00GK1619272SQ20041009049
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月10日 优先权日2003年11月20日
发明者罗纳德·W·威尔逊 申请人:通用电气公司