[发明专利]一种金属熔体定氢探头装置

权利要求书

1.一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于包括上绝缘连接件、下绝缘连接件、不锈钢管和导电保护罩；上绝缘连接件是由顶板、侧壁和中空管组成的一体结构，其中顶板上设有中通孔、电极孔和电偶孔；中空管顶端与顶板底面连接，侧壁上部套在顶板侧面外，侧壁内设有内螺纹，中空管与中通孔同轴，且中空管内径大于中通孔内径；电极孔和电偶孔位于中空管外壁和侧壁内壁之间；下绝缘连接件为圆筒状，外壁面上设有外螺纹；不锈钢管为圆筒状，外壁的上部和下部分别设有上外螺纹和下外螺纹；导电保护罩为圆桶状，其侧壁内壁面上部设有内螺纹，底板上设有通气孔；上绝缘连接件与不锈钢管的上外螺纹通过螺纹密封连接，不锈钢管的下外螺纹与导电保护罩和下绝缘连接件同时通过螺纹密封连接；上绝缘连接件、下绝缘连接件、不锈钢管和导电保护罩的内部从上至下依次设有不锈钢棒和质子导体；质子导体为盲端管，其下部为半球型封头，半球型封头的顶部连接圆筒状侧壁构成一体结构，圆筒状侧壁的内壁上固定有高温水泥板；高温水泥板将质子导体分隔为上部空间和下部空间，下部空间用于放置参比电极；高温水泥板的上表面涂敷有多孔电极涂层；质子导体的外表面和内表面分别涂敷外多孔电极涂层和内多孔电极涂层；

所述的不锈钢棒由棒体及其上部的单阶宝塔接头构成一体结构；不锈钢棒穿过上绝缘连接件顶板上的通孔和中空管；不锈钢棒的底端与高温水泥板的多孔电极涂层连接；单阶宝塔接头上放置弹簧，弹簧的顶端与上连接件的顶板底面压紧连接。

2.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的质子导体的圆筒状侧壁外表面的上部通过高温粘结剂与下绝缘连接件的内壁粘接固定；质子导体内设置参比电极，并通过高温水泥板密封在质子导体的下部空间；所述的参比电极为金属氢化物CaH_x或YH_x；质子导体、高温水泥板和参比电极构成探头部分。

3.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的质子导体的半球型封头与通气孔相对，质子导体的半球型封头与导电保护罩底板之间压紧连接。

4.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的上绝缘连接件的电偶孔内安装有热电偶，热电偶底端位于质子导体的上部空间内，热电偶底端与高温水泥板之间有间隙；热电偶为双孔刚玉管，内部双孔分别为K型热电偶丝的正负极，下部侧壁上设有开槽，位于开槽处的热电偶丝的正负极底端通过焊接连接，正负极顶端连接的导线与外部的测温装置连接。

5.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的上绝缘连接件的电极孔内设置不锈钢电极；不锈钢电极为倒置的T型结构，不锈钢电极的竖杆部分穿过电极孔，不锈钢电极的横杆部分与不锈钢管顶端压紧连接。

6.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的导电保护罩的材质为石墨。

7.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的上绝缘连接件的材质为聚四氟乙烯。

8.根据权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置，其特征在于所述的下绝缘连接件的材质为陶瓷；所述的陶瓷为macor陶瓷。

9.一种权利要求1所述的一种金属熔体定氢探头装置的使用方法，其特征在于按以下步骤进行：

（1）将金属熔体定氢探头装置浸入金属熔体中，此时金属熔体中的氢通过通气孔扩散，并与参比电极建立氢浓度差；质子导体的内外侧之间产生电动势；

（2）以内多孔电极涂层和不锈钢棒作为正极，以外多孔电极涂层、导电保护罩、不锈钢管和不锈钢电极作为负极；通过电压表测量两极之间的电压；通过热电偶测量不锈钢管内的温度；

（3）当温度和电压值均在稳定状态时，通过测得电压值计算出金属熔体中的氢含量。