博尔森磁致伸缩位移传感器在制氢电解槽碟簧形变量测试中的应用

博尔森（BRSEN）磁致伸缩位移传感器在制氢电解槽碟簧形变量测试中，本质上是用来实现高精度、在线、耐腐蚀的微位移监测，核心作用是保障电解槽压紧力长期稳定与密封安全。

下面从“为什么要测—怎么测—测什么”三个层面说明它的应用价值：

一、为什么电解槽要测碟簧形变量

在碱性电解槽 / PEM电解槽中，碟簧（Belleville Spring）主要用于：

• 提供持续压紧力（夹紧力）
• 补偿：
  • 结构热胀冷缩
  • 密封垫片蠕变
  • 极板变形
• 保证：
  • 氢气/氧气零泄漏密封
  • 电堆接触电阻稳定

但实际运行中会出现：

• 碟簧疲劳衰减
• 压紧力下降
• 电堆松动 → 内阻上升 → 效率下降
• 极端情况下 → 氢氧串漏（安全风险）

所以必须监测“压紧系统的真实形变量”。

二、磁致伸缩位移传感器的作用位置

以博尔森磁致伸缩位移传感器为例，一般安装方式是：

• 安装在电解槽拉杆或压紧框架上
• 通过磁环（浮子/滑块）随压紧位移同步运动
• 非接触测量碟簧压缩后的微小位移变化

测量路径：

碟簧组压缩 → 拉杆微位移 → 磁环移动 → 传感器输出位移信号

三、为什么必须用磁致伸缩技术（而不是普通位移计）

在电解槽这种环境中，磁致伸缩传感器优势非常明显：

1. 高精度（关键）

• 可达 ±5 μm ~ ±10 μm
• 能捕捉碟簧长期“缓慢塌陷”

2. 非接触测量（适合长期运行）

• 无磨损
• 无回差
• 适合7×24小时运行电解系统

3. 抗强电磁干扰

电解槽存在：

• 大电流（几千到上万安培）
• 强磁场环境

磁致伸缩原理本身抗干扰能力强，比LVDT/激光传感器更稳定。

4. 防爆/安全适配能力强

在氢气环境中：

• 博尔森科技有限公司可做Ex db IIC T6 Gb和Ex ia IIC T6 Ga双防爆设计，供电24V，输出HART+4-20mA电流，支持零点满点现场设置
• 适用于：
  • 氢气回路区域
  • 防爆车间电解系统

这也是博尔森产品在氢能行业被重点选用的原因之一。

5. 耐腐蚀/耐湿热

电解槽环境特点：

• KOH碱液雾气
• 高湿氢氧混合环境
• 温度循环（60–90℃）

磁致伸缩结构可做到：

• 全密封316L不锈钢探杆
• IP67/IP68防护

四、在碟簧测试中具体监测什么

通过位移数据，可以间接得到：

1. 碟簧压缩量（关键指标）

• 判断预紧力是否衰减

2. 电堆松弛趋势

• 长期位移漂移曲线

3. 热循环影响

• 启停过程中形变恢复能力

4. 结构健康状态

• 是否出现异常压缩（局部失效）

五、在制氢系统中的价值总结

博尔森磁致伸缩位移传感器在该场景的核心价值可以概括为：

用“微米级位移监测”，保障“兆瓦级氢能系统安全运行”。

具体体现在：

• 提升电解槽密封可靠性
• 降低氢泄漏风险
• 延长碟簧与电堆寿命
• 支撑智能运维（数字化电解槽）
• 满足氢能装备安全认证趋势