[发明专利]一种可拆卸式金属熔体测氢传感器装置

权利要求书

1.一种可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于包括外不锈钢管、上不锈钢管、下不锈钢管、上绝缘支撑件、下绝缘支撑件、导电保护罩和上不锈钢套；外不锈钢管为圆筒状，其内壁上部和下部分别设有上内螺纹和下内螺纹；上不锈钢套为倒置的圆桶状，其内壁设有内螺纹，顶板设有套管通孔；导电保护罩为圆桶状，其内壁设有内螺纹，底板设有若干通气孔；下绝缘支撑件为圆筒状，其外壁设有外螺纹；上绝缘支撑件是由带有通孔的顶板、侧壁和中空管组成的一体结构，中空管顶端与顶板底面连接，侧壁上部套在顶板侧面外，侧壁外设有外螺纹，中空管与顶板的通孔同轴，且中空管内径大于顶板的通孔，带有通孔的顶板上还设有电偶孔，电偶孔位于中空管外壁和侧壁内壁之间；上绝缘支撑件的外螺纹与外不锈钢管的上内螺纹和上不锈钢套的内螺纹下部通过螺纹密封连接；下绝缘支撑件的外螺纹与外不锈钢管的下内螺纹和导电保护罩的内螺纹通过螺纹密封连接；下绝缘支撑件的底端与导电保护罩的底板之间有间隙；上不锈钢套、导电保护罩和外不锈钢管的内部，从上至下依次设有上不锈钢管、弹簧、下不锈钢管和质子导体；

所述的上不锈钢管由管体与其外壁底部的单阶宝塔接头构成一体结构；单阶宝塔接头的阶面上放置弹簧，弹簧位于上绝缘支撑件的中空管内部，弹簧的顶部与上绝缘支撑件的顶板底面压紧连接；上不锈钢管穿过上不锈钢套的套管通孔和上绝缘支撑件的顶板上的通孔，上不锈钢管的底端位于上绝缘支撑件的中空管内，并且上不锈钢管的单阶宝塔接头的锥面插入下不锈钢管内，单阶宝塔接头的锥面外壁与下不锈钢管顶端密封连接；上不锈钢管与上不锈钢套的套管通孔之间有间隙。

2.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的下不锈钢管的下部设有通气孔，通气孔将下不锈钢管的内部与外不锈钢管的内部连通；下不锈钢管的底端与质子导体的顶端接触。

3.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的电偶孔内安装有热电偶；热电偶为双孔刚玉管，其内部双孔分别为K型热电偶丝的正负极，下部侧面设置有开槽，位于开槽处的正负极底端通过焊接连接，正负极顶端连接的导线从上不锈钢套2的套管通孔和上不锈钢管之间的间隙引出，与外部的测温装置连接。

4.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的质子导体为盲端管，上部为半球型封头，半球型封头底部连接圆筒状侧壁构成一体结构，圆筒状侧壁的底部通过高温粘结剂与下绝缘支撑件的内壁下部粘接固定；半球型封头和圆筒状侧壁的表面涂敷有多孔电极涂层，所述的多孔电极涂层的为多孔Pt电极；半球型封头与下不锈钢管的底端连接；圆筒状侧壁的底端与导电保护罩的底板之间压紧连接；圆筒状侧壁的内部空间与通气孔相对；质子导体和下绝缘支撑件共同构成探头部分。

5.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的上绝缘支撑件的材质为聚四氟乙烯。

6.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的下绝缘支撑件的材质为macor陶瓷。

7.根据权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置，其特征在于所述的导电保护罩的材质为石墨。

8.一种权利要求1所述的可拆卸式金属熔体测氢传感器装置的使用方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）通过上不锈钢管向可拆卸式金属熔体测氢传感器装置内部通入标准氢气，标准氢气经下不锈钢管的通气孔进入外不锈钢管及下绝缘支撑件的内部，与质子导体外侧的多孔电极涂层接触，并通过热电偶下部的开槽进入热电偶内部，再经热电偶内部从热电偶顶部进入上不锈钢套，最后从上不锈钢套的套管通孔排出；通过持续通入标准氢气将外不锈钢管内部的空气排出，并保持标准氢气在可拆卸式金属熔体测氢传感器装置内部流通；

（2）将可拆卸式金属熔体测氢传感器装置的导电保护罩浸入金属熔体中，此时金属熔体中的氢扩散通过通气孔进入质子导体内部，质子导体内表面的多孔电极涂层接触，并与不锈钢管内部的标准氢气建立氢浓度差，使质子导体的内外侧之间产生电动势；正极通过质子导体外表面的多孔电极涂层、下不锈钢管连接上不锈钢管；负极通过质子导体内表面的多孔电极涂层、导电保护罩、外不锈钢管与上不锈钢套连接；

（3）以流通状态的标准氢气作为参比电极；通过热电偶及其连接的测温装置测量不锈钢管内部的温度；通过测量上不锈钢管与上不锈钢套之间的电动势得到电压值；当温度和电压值均在稳定状态时，将测得电压值计算出金属熔体中的氢含量。