工件散发出的一定量氢的混合物；
[0041]-将该混合物运送至固态传感器；
[0042]-通过固态传感器测量气态混合物中的氢浓度，检测步骤包括响应氢浓度产生测量信号的步骤；
[0043]-处理测量信号，和计算与工件和以氢原子的形式被工件吸收的氢之间的相互作用有关的至少一个参数。
[0044]在该方法的应用中，具有探头(其中具有用于引入工件的开口 )的装置可用于检测和/或监控与以氢原子的形式被工件吸收的氢的存在有关联的风险，诸如用于与包含氢的气体接触的金属工件中的氢脆风险。这种情况下，布置混合腔的步骤提供了将进入开口布置为使混合腔面对壁的外表面、特别是使进入开口与壁接触的步骤。此外，提供了从混合腔抽气的步骤，由此导致引入测量气体的流、形成混合物和运送混合物的步骤。此外，处理测量信号的步骤计算壁中吸收的氢的含量的值C作为相互作用参数。特别地，控制步骤计算工件中吸收的氢的多个分布值。为了计算多个分布值，可对随时间变化的测量信号使用有限元法。
[0045]特别地，该装置可用于监控容器(例如管元件、容器和用于运送、储存和转移配送工艺或制造工艺中的包含氢的气体的其他设备)的壁中的氢脆风险。
[0046]在该方法的另一应用中，该装置可用于检测和/或监控用于运送、储存或转移腐蚀性液体的容器的壁在一段时间内的腐蚀。这种情况下，该方法不同于其中处理测量信号的步骤计算由于腐蚀性流体产生的壁的腐蚀率的值作为相互作用参数的检测和/或监控脆裂风险的情况。
[0047]容器可为管元件、储存容器或工艺设备。众所周知，在广泛范围的金属材料中，腐蚀与氢的还原反应和氢气的产生一起发生，只要围绕腐蚀位点的环境中的氧的还原条件不再存在。邻近腐蚀位点的壁的金属被一部分这样产生的氢渗透。因此，探头内形成的气态混合物中的氢的浓度提供了该容器内腐蚀过程、甚至广义的腐蚀过程的测量。换言之，被腐蚀影响的、从工件散发出的氢流可与壁的腐蚀率和重量/厚度损失有关，这允许预测(例如，由于内部压力或其他负载产生的)破裂的可能性。
[0048]在示例性实施例中，探头包括间隔导管，该间隔导管具有设有该开口的第一端和与第一端相对的第二端，该间隔导管与混合腔气连接。有利地，在容器在高温(典型地高于150°C )下操作的情况下，间隔导管的长度选择为使传感器处的温度不超过预定的最大温度，以保证传感器的操作和/或不减少其使用寿命。
[0049]这样，可以在容器用于甚至在高温下处理腐蚀性流体、和/或处理可容纳氢的气体情况下，分别检测和/或监控腐蚀过程、和/或氢脆风险。特别地，根据本发明的示例性实施例的装置可用于检测和监控与氢相关的损害事件，例如氢脆和氢脱离，即由于氢在冷却步骤中产生的内衬层分离。这对于氢裂化反应器的情况特别有用。
[0050]在另一示例性实施例中，该装置包括用于在使开口与表面保持预定距离的情况下将探头沿预定运动路径移动的装置。特别地，该用于移动探头的装置为用于根据预定时间程序、或跟随不同装置的运动来移动探头的自动装置。
[0051]在该方法的另一应用中，该装置可用于测量通过自动程序焊接两个金属元件时产生的氢气，在焊接过程中形成焊缝。为此，该装置可包括用于与自动焊接设备的焊接头连接的常规连接装置。由于开口与待焊接的金属元件有一些距离，也通过该开口从环境中抽吸测量空气。此外，该方法相对于检测和/或监控用于与包括氢的气体接触的金属工件中脆裂风险的情况不同，因为布置混合腔的步骤包括随着焊缝的前部的形成，将混合腔从金属工件移动预定距离的步骤。
[0052]这样，可以检测和监控一段时间内焊缝中吸收的剩余氢的含量，该剩余氢是称为冷却裂化的破坏事件的主要原因。
[0053]在一个示例性实施例中，该装置还包括用于在该工件中进行电化学渗透试验的设备，该设备包括:
[0054]-氢气源，该氢气源用于在与该工件的第二面相对的样品的第一面上产生测量氢气，收集元件布置在该第一面；
[0055]其中程序装置用于计算选自以下构成的组的相互关系参数:
[0056]-材料的扩散系数或扩散性；
[0057]-工件中吸收的氢的平均含量；
[0058]-工件中吸收的氢的分布。
[0059]特别地，氢气源为氢产生电解池，该电解池包括布置为产生工作电压的阳极和阴极、和布置在阳极和阴极之间的电解液，其中阴极具有与样品的电压相等的电压，阴极由金属材料制成，且样品具有与电解液接触的第一面，其中电压和电解液选择为导致第一面上测量氢的还原反应。
[0060]这样，提供了一种相对于现有技术装置(例如，相对于以上提到的Devanathan-Stachurski电池)有利地进行渗透测量的装置。实际上，该装置仅包括一个电解氢产生半电池，相反地，其不包括测量电解半电池。
[0061]因此，未使用其它电化学溶液用于测量，由此:
[0062]-一些腐蚀事件被防止，因为样品不具有暴露于测量溶液的阳极面；
[0063]-渗透试验之前该样品必须不被钝化，这节省了时间；
[0064]-事实上，相反地，在电化学测量中不需要样品表面的准确初步处理，即机械处理和清洁处理。
[0065]除了测定扩散性，该装置还可用于通过在有限工件的包漆之前处理样品进行用于初步估计金属表面上的釉层的强度的初步试验。
[0066]在一个示例性实施例中，该装置的探头包括用于容纳工件的容器，以便从工件散发出的一定量氢与该容器中的测量气体形成气态混合物，且处理器装置用于:
[0067]-从测量气体的流速和被吸收的氢的浓度计算来自工件的氢在一段时间内的流值；
[0068]-通过在预定时间间隔内对该时间内从工件散发出的一定量氢求积分来计算氢吸收参数、特别是工件中吸收的氢的平均含量，作为与相互作用有关的参数。
[0069]这样，本发明允许测量来自本体(例如金属本体，例如机械工件，如螺栓元件)的氢的释放，提供现在已知的解吸器的更便宜和更方便用户的替代。特别的优点是可以避免使用工业气体如氟和氩进行测量。这涉及更低的成本、更好的用户方便性和更好的安全性条件。除此之外，测量可在更短时间内进行，因为标定不需要考虑以上提到的工业气体的存在。
[0070]在一个示例性实施例中，该装置可包括用于加热工件的装置，例如电或感应加热装置，以协助氢散发出工件。
[0071]特别地，处理器装置用于计算工件中吸收的氢的含量的多个分布值。优选地，处理器装置用于响应时间使用有限元方法由测量信号计算该多个分布值。
[0072]由该装置，还可以知道给定温度(例如，工件的工作温度)下剩余的氢的含量。
[0073]根据本发明的另一特别示例性实施例的装置适于测量接受在化学或电化学浴中处理的金属工件中吸收的氢的含量，该处理通过在该金属工件的表面上产生氢气而发生，且在该装置中:
[0074]-探头具有限定出混合腔的金属壳；
[0075]-探头用于至少部分地浸入处理浴；
[0076]-金属壳本身用于接受暴露于处理浴、且待被另一些渗透氢渗透的其本身的外表面上的处理，以便渗透氢透过金属壳且进入混合腔；
[0077]-处理器装置用于计算选自以下构成的组的参数作为与被吸收的氢和金属工件之间的相互作用有关的参数:
[0078]-该金属工件中吸收的氢的含量；
[0079]-该处理的效率参数，更特别地，该处理的阴极效率参数。
[0080]特别地，处理器装置用于计算金属工件中吸收的氢的含量的多个分布值。优选地，处理器装置用于响应时间使用有限元方法由测量信号计算多个分布值。
[0081]在一个有利的示例性实施例中，探头包括管状本体，该管状本体具有与用于测量气体的入口孔气连接的第一端和与用于测量气体和被吸收的氢的混合物的出口孔连接的第二端，通过该管状本体，传感器与混合腔气连接。例如，管状本体可为U形弯曲的金属管，用于使其本身的中间部分浸入处理浴，管的端部留在处理浴外面。
[0082]根据该特别的示例性实施例的装置用于间接测量当金属工件接受在电化学浴中的表面处理时形成在金属工件上的被吸收的氢的含量，其中金属工件处于阴极电压或阳极电压。例如，该处理可为电化学涂覆金属沉积过程，例如镀银、电镀、镀镉、镀铬、或电抛光处理。
[0083]根据该示例性实施例的装置还适于测量化学浴(即，可与金属工件相互作用引起例如表面氧化的溶液)中发生的金属工件的处理(例如酸洗处理、或化学铣削处理)过程中被吸收的氢。
[0084]此外，根据该特别的示例性实施例的装置允许在很短时间内非破坏性地(特别是在电流处理中)估计被处理的工件的质量。基本上实时得知氢吸收情况、或在任何情况下在比常规方法允许的时间短很多的时间内得知氢吸收情况使其可能在运输包含太多被吸收的氢的工件之前拒绝和可能地处理工件，因此减少以后召回的数量或甚至避免安装之后的故障。
[0085]除此之外，根据该特别的示例性实施例的装置对于控制以上提到的处理工艺是有用的。换言之，该装置允许实时调节处理浴的操作参数，以校正可能的过量氢吸收。实时得知被吸收的氢的真实含量还允许评估处理之后是否可以避免工件的脱气，以减少制造成本和时间。
【附图说明】
[0086]现在将参考附图示出本发明，其示例性实施例的描述是示例性的但不是限制性的，其中:
[0087]图1示意性地示出了根据本发明的装置；
[0088]图2示意性地示出了包括根据本发明的装置的、用于在样品中进行电化学氢渗透试验的设备；
[0089]图3为图2的装置的探头的示意性透视图；
[0090]图4和图5示意性地示出了用于监控被氢气的容器的壁吸收的氢、或用于跟踪腐蚀性流体的容器的壁的腐蚀的装置；
[0091]图6为图4和图5的装置的探头的示意性横截面图；
[0092]图7和图8示意性地示出了与图4和图5的装置类似的、适于在高温下工作的装置；
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