一种氢气管道泄漏检测装置、氢气检测收集装置和方法与流程

本发明涉及一种氢气管道泄漏检测装置、氢气检测收集装置和方法，属于氢气管道泄漏检测。

背景技术：

1、随着气候变化和化石能源的枯竭，氢气正在被广泛关注，尤其是氢燃料电池车正在迅速发展，加氢站是为燃料电池车提供能源的站点，加氢站内各个设备之间通过氢气管道连接，如果管道存在泄漏情况，会导致大量氢气扩散，存在极大的安全隐患。

2、中国专利(cn114705368a)公开了一种加氢站氢气管道检测自动化装置，包括：支撑环，套设在氢气管道的一端；紧固组件，紧固组件周向连接在支撑环上，并抵接固定在氢气管道的外圆周，以将支撑环固定在氢气管道的圆周上；驱动组件，连接在支撑环的外圆周一侧，所述驱动组件适于绕支撑环的外圆周作齿轮啮合传动；滚动组件，与驱动组件连接，所述滚动组件适于在驱动组件的驱动作用下绕支撑环的外圆周方向做滚轮运动；测量组件，连接在支撑环和滚动组件的一侧，所述测量组件适于沿氢气管道的轴向作来回往复运动，以检测氢气管道的泄漏情况。所述测量组件包括第一连接部件、第二连接部件、支撑杆、传送部件和测量传感器，所述第一连接部件和所述第二连接部件分别固定连接在所述支撑杆的两端，所述传送部件的两端分别对应连接在所述第一连接部件和所述第二连接部件上，所述测量传感器滑动连接在所述传送部件上，且适于在所述传送部件的传动下沿所述氢气管道的轴向方向移动。

3、上述方案，利用测量组件及测量传感器对泄漏在空气中的氢气浓度进行检测，但氢气从氢气管道中泄漏后，会四处逸散，并受天气以及风向的影响较大，因此测量传感器直接对空气中的氢气浓度进行检测，检测精度较低，并存在较大误差，进而氢气管道泄漏，不能及时检测出来，会存在较大的安全隐患，不利于推广使用。

4、本背景技术中公开的信息仅用于理解本发明构思的背景，因此它可以包括不构成现有技术的信息。

技术实现思路

1、针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的一在于提供一种设置能够穿接在氢气管道上的封闭件，并在封闭件的两端分别设置能够抵接氢气管道外壁面的管口封堵部；在两个管口封堵部之间，封闭件开设用于容纳氢气的空腔；管口封堵部抵接在氢气管道上，使得封闭件的空腔形成封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭的空腔内装配所述氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，因而能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，方案简单、实用，切实可行，便于利于推广使用的氢气管道泄漏检测装置、氢气检测收集装置和方法。

2、针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的二在于提供一种设置能够穿接在氢气管道上的封闭外壳一、封闭外壳二，使得氢气管道上的检测区域变为封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭空间内装配氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，因而能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，便于利于推广使用的氢气管道泄漏检测收集装置和方法。

3、针对上述问题或上述问题之一，本发明的目的三在于提供一种能够有效提高氢气管道检测收集装置自动化程度，便于实现氢气管道泄漏的自动检测和氢气的收集的氢气管道泄漏检测收集方法。

4、为实现上述目的之一，本发明的第一种技术方案为：

5、一种氢气管道泄漏检测装置，包括能够穿接在氢气管道上的封闭件、能够推动封闭件移动的驱动源、用于检测是否存在氢气的氢气传感器；

6、封闭件的两端分别设置能够抵接氢气管道外壁面的管口封堵部；

7、在两个管口封堵部之间，封闭件开设用于容纳氢气的空腔；

8、管口封堵部抵接在氢气管道上，使得封闭件的空腔形成封闭空间；

9、空腔内装配所述氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行检测；

10、驱动源位于封闭件的外侧，其能够驱动封闭件以及氢气传感器在氢气管道上往复移动，实现氢气管道的泄漏检测。

11、本发明经过不断探索以及试验，设置能够穿接在氢气管道上的封闭件，并在封闭件的两端分别设置能够抵接氢气管道外壁面的管口封堵部；在两个管口封堵部之间，封闭件开设用于容纳氢气的空腔；管口封堵部抵接在氢气管道上，使得封闭件的空腔形成封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭的空腔内装配所述氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，因而能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，便于利于推广使用。

12、进一步，所述驱动源为旋转电机组件或直线电机或气杆组件或气缸组件等。

13、作为优选技术措施：

14、封闭件包括封闭外壳一和封闭外壳二，

15、封闭外壳一、封闭外壳二整体为方形结构或弧形结构或三角形结构，其与氢气管道接触的一侧为弧形缺口，其在一封闭动力源的带动下，能合抱在氢气管道上，实现氢气管道的局部密封。

16、优选地，封闭外壳的外观为方形，与氢气管道接触的一侧为弧形，适合与圆形氢气管道的外壁贴合，在氢气管道与封闭外壳之间形成封闭空腔，方便氢气传感器检测氢气泄漏情况，以及保证检测部位的密封性，防止氢气泄漏逸散。

17、进一步，封闭动力源为旋转电机组件或直线电机或气杆组件或气缸组件等。

18、作为优选技术措施：

19、所述封闭动力源包括第一电机、第二电机；

20、第一电机和第二电机为带刹车功能的伺服电机；

21、所述第一电机通过第一滑块，驱动封闭外壳一往复移动；

22、所述第二电机通过第二滑块，驱动封闭外壳二往复移动。

23、作为优选技术措施：

24、管口封堵部设置柔性密封件，使得管口封堵部能够与氢气管道紧密贴合；

25、或/和，管口封堵部设置具有有限形变能力的密封气囊，密封气囊内装有压力传感器；

26、当封闭外壳一、封闭外壳二在第一电机和第二电机的带动下夹紧氢气管道时，气囊内部气压达到某一设定值时，表明氢气管道已经被夹紧，第一电机和第二电机停止夹紧动作，实现氢气管道的密封。

27、因为气囊有形变能力，对于直径差别不大的管道都能完成密封。

28、作为优选技术措施：

29、驱动源装配在一驱动箱内；

30、所述驱动箱内部装配安装一plc控制器，其外壁套装在导轨一、导轨二上，其下端部装配氢气收集箱；

31、所述氢气收集箱内部装配氢气吸附层，其下端部装配封闭件，并开设用于与封闭件的空腔相连通的集气通道。

32、作为优选技术措施：

33、导轨一、导轨二上装配滚轮，所述滚轮与驱动源相连接，以带动驱动箱在导轨一、导轨二上移动；

34、或/和，所述plc控制器与驱动源、第一电机、第二电机以及氢气传感器电连接；

35、或/和，所述氢气传感器为氢气浓度检测器，并连接一报警器；

36、或/和，所述空腔上部逐渐收缩呈圆形，其直径大于所述氢气收集箱下部的集气通道，以确保所述空腔内的氢气能够顺利扩散至所述氢气收集箱中。

37、为实现上述目的之一，本发明的第二种技术方案为：

38、一种氢气管道泄漏检测收集装置，包括封闭外壳一和封闭外壳二、氢气收集箱、驱动箱、导轨一、导轨二；

39、封闭外壳一、封闭外壳二形成能够穿接在氢气管道的封闭件，并与氢气收集箱连接；所述氢气收集箱顶部安装在驱动箱底部，所述驱动箱套装在导轨一、导轨二上。

40、本发明经过不断探索以及试验，设置能够穿接在氢气管道上的封闭外壳一、封闭外壳二，使得氢气管道上的检测区域变为封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭空间内装配氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，因而能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，便于利于推广使用，方案简单、实用、可行。

41、同时，本发明设置氢气收集箱，能够实现泄漏氢气的及时收集，从而能够有效减少氢气管道泄漏的安全隐患。

42、本发明通过设置驱动箱以及相应的导轨，能够有效提高本发明检测收集装置的自动化程度，便于实现氢气管道泄漏的自动检测和氢气的收集。

43、作为优选技术措施：

44、所述封闭外壳一与封闭外壳二通过第一滑块、第二滑块安装在氢气收集箱底部；所述氢气收集箱中间下部留有集气通道；

45、所述封闭外壳一与封闭外壳二中间形成空腔，所述空腔上部收缩，连通集气通道；

46、所述空腔中安装氢传感器，所述氢气传感器连接报警器；

47、或/和，所述封闭外壳一和封闭外壳二以及氢气管道接触的部分安装柔性密封件，以此与氢气管道紧密贴合；

48、或/和，所述氢气收集箱中设置氢气吸附层，其顶部与驱动箱通过螺栓连接；

49、或/和，所述氢气收集箱下部安装第一电机，所述第一电机连接第一滑块；

50、或/和，所述氢气收集箱下部安装第二电机，所述第二电机连接第二滑块；

51、或/和，所述驱动箱内部安装第三电机，所述三电机连接滚轮；滚轮装配在驱动箱的顶部，并放置于导轨一、导轨二的顶部；

52、或/和，所述驱动箱中安装有plc控制器，所述plc控制器与第一电机、第二电机、氢气传感器以及第三电机电连接。

53、为实现上述目的之一，本发明的第三种技术方案为：

54、一种氢气管道泄漏检测方法，应用上述的氢气管道泄漏检测收集装置，其包括以下步骤：

55、第一步，检测启动，第一电机、第二电机开启，驱动第一滑块、第二滑块向内侧移动，第一滑块、第二滑块与封闭外壳一、封闭外壳二连接，从而带动封闭外壳一、封闭外壳二向氢气管道上移动；使得封闭外壳一、封闭外壳二的气囊与氢气管道贴合，在气囊压力达到预设值时第一电机、第二电机停止驱动，完成氢气管道的一部密封，实现氢气管道的一部密封，并在封闭外壳一、封闭外壳二以及氢气管道之间形成空腔；

56、第二步，氢气管道密封完成后，位于空腔内的氢气传感器进行氢气浓度检测，当氢气管道存在泄漏时，泄漏的氢气扩散到空腔中，氢气传感器头部便检测到氢气泄漏，同时向报警器发出信号，报警器接受到氢气传感器的信号后发出警报声，提醒工作人员存在泄漏问题；

57、第三步，检测完成后，若当前位置未发现氢气泄漏，第一电机、第二电机再次启动，带动第一滑块、第二滑块向外侧移动，封闭外壳一、封闭外壳二随即从氢气管道脱离；

58、第四步，封闭外壳一、封闭外壳二从氢气管道脱离后，位于驱动箱内的第三电机启动，带动与其连接的滚轮转动，滚轮与导轨顶部的凹槽接触，从而实现封闭外壳一、封闭外壳二以及氢气传感器沿氢气管道轴向方向运动；

59、第五步，轴向方向运动完成，开始下一轮检测，依此循环第一步至第四步，直至检测至氢气管道尽头或检测到氢气泄漏。

60、本发明经过不断探索以及试验，设置能够穿接在氢气管道上的封闭外壳一、封闭外壳二，使得氢气管道上的检测区域变为封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在空腔内装配氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，因而能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，便于利于推广使用。

61、同时，本发明通过设置第一电机、第二电机、第一滑块、第二滑块、驱动箱以及相应的导轨，从而能够实现氢气管道的自动检测，结构简单，易于实现，方案切实可行。

62、作为优选技术措施：

63、通过封闭外壳一、封闭外壳二的气囊与氢气管道贴合形成的单次检测距离为30cm；

64、封闭外壳一、封闭外壳二以及氢气传感器沿氢气管道轴向方向运动的位移为28cm，以防止两次检测之间有遗漏，按照0.1m/s的速度位移0.28s即停止位移；

65、移动速度为0.1m/s，移动速度通过减速齿轮组控制，达到差速效果，确保0.1m/s的移动速度；

66、氢气传感器，检测到氢气浓度达到1％时报警。

67、与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

68、本发明经过不断探索以及试验，设置能够穿接在氢气管道上的封闭件，并在封闭件的两端分别设置能够抵接氢气管道外壁面的管口封堵部；在两个管口封堵部之间，封闭件开设用于容纳氢气的空腔；管口封堵部抵接在氢气管道上，使得封闭件的空腔形成封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭的空腔内装配所述氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，误差小，能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，方案简单、实用，切实可行，便于利于推广使用。

69、本发明经过不断探索以及试验，设置能够套接在氢气管道上的封闭外壳一、封闭外壳二，使得氢气管道上的检测区域变为封闭空间，从而能够有效防止泄漏的氢气四散逃逸，并且不会受到天气以及风向的影响，进而在封闭空间内装配氢气传感器，能够对氢气管道是否有氢气溢出进行准确检测，检测精度高，误差小，能够及时检测出来氢气管道的泄漏，安全性高，便于利于推广使用。

70、进一步，本发明设置氢气收集箱，能够实现泄漏氢气的及时收集，从而能够有效减少氢气管道泄漏的安全隐患。

71、更进一步，本发明通过设置第一电机、第二电机、第一滑块、第二滑块、驱动箱以及相应的导轨，从而能够实现氢气管道的自动检测，结构简单，易于实现，方案切实可行。