本發明涉及氣體充裝安全優化，尤其涉及一種可檢測連接狀態的充裝接頭防脫落保護裝置及應用方法。
背景技術：
1、氫能作為最具有潛力的清潔能源之一，在能源結構中占據重要位置。隨著氫能產業化基礎的不斷鞏固和產業化進程的推進，車用氫能產業發展逐漸進入關鍵時期。由于氫分子對材料有劣化作用，儲運壓力高，易泄漏擴散，且易燃易爆，安全是車用氫能產業發展的重要前提。根據氫能事故數據可知，供氫母站和加氫站兩大涉及氫氣充裝環節的事故總量的相對占比頗高。與此同時，因土地資源緊缺，單獨建站成本較高，目前多利用已有加油站進行車用綜合能源加注站的改建，氫氣充裝站也逐漸走入人口相對密集區域，基于此，需要更加重視車用氫能充裝環節的安全性。
2、目前氫能的輸送主要由長管拖車(管束車)在制氫廠(充裝)和加氫站(卸氣)之間進行往復運送，當管束車到達目的地后需要與站場上的充裝設備(卸氣設備)進行氣路連接，現有工藝均是采用快速接頭由現場工人利用扳手進行緊固連接。為了防止在加注、卸氣過程中活接頭脫落后活接頭因高壓氣體噴灑而甩動、造成人生傷害事故，現場操作人員在連接好活接頭后，還需要將安全繩掛在附近的管道上，防止氫軟管脫落；目前氫氣管束車充裝作業操作人員緊固完活接頭后，主要通過采用肥皂液檢查是否存在漏氣現象，操作繁瑣且可靠性不足，存在諸多安全隱患，例如以下情況：
3、(1)利用肥皂液檢查時需要利用高壓氣體進行檢查，此時接頭一旦脫落，會對操作人員造成傷害；
4、(2)由于氫氣的充裝(卸氣)的時間一般長達數小時，甚至超過10小時，活接頭剛連接完檢查可能不存在氣體泄漏，但隨著時間推移，在充裝(卸氣)過程中有可能發生氫氣泄漏；
5、(3)只有在安全繩捆綁的固定物體牢固且安全繩系節處不松動的前提下，安全繩才能夠有效防止活接頭脫落后隨處甩動，但由于不同操作人員的使用習慣、責任心、安全意識等原因，現場出現不系安全繩、或安全繩系不牢固的情況時有發生；
6、(4)現場緊固接頭的工具不統一，有的是開口扳手、有的是活口扳手、有的是管鉗，因此存在不同的操作人員擰活接頭的松緊程度不一致、活接頭滑絲等現象。
7、公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成己為本領域技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本發明提供了一種可檢測連接狀態的充裝接頭防脫落保護裝置，屬于一種能實時檢測氫氣管束車充裝接頭是否連接到位，具備接頭防脫落性能的保護裝置，氫管束車充裝時對于氫軟管斷裂情況能夠有效防甩脫，可以有效保障氫氣管束車裝卸安全，提高氫氣裝卸作業整體安全可靠性；優選的實施例中，該裝置包括：連接結構，把柄，把柄底座，檢測模塊，控制模塊和電池管理單元；
2、所述連接結構由兩套套筒和筒狀結構采用螺栓結構相對連接形成，所述套筒與筒狀結構通過連接塊固定連接，連接塊上設置有螺栓通孔；
3、所述套筒設置在與管束車的充裝接頭連接端，用于包裹并緊固充裝接頭；
4、所述筒狀結構一端通過連接塊與所述套筒固定連接，另一端用于連接儲氫輸出管活接頭，應用時包裹緊固儲氫輸出管活接頭和管束車充裝接頭；
5、每套套筒和筒狀結構設置一個把柄，用于代替扳手實現儲氫輸出管活接頭與管束車充裝接頭連接，并在連接完成后對連接結構進行鎖緊加固；所述把柄底座固定套設在儲氫輸出管活接頭處，為把柄提供卡緊基座；
6、所述檢測模塊包括檢測結構和檢測電路，所述檢測結構包括應變檢測結構，設置在所述套筒后端連接塊之間，用于檢測擰緊過程中活接頭的旋轉緊固扭力；
7、所述檢測電路包括信號放大電路，對所述旋轉緊固扭力信號進行放大處理后傳輸到控制模塊；
8、所述控制模塊與檢測電路和輸氫閥門通信連接，用于接受檢測信號，并基于控制程序根據檢測信號控制輸氫閥門，以及輸出提示信息。
9、可選的實施例中，所述套筒采用六邊形結構，所述把柄采用可折疊把柄，一端與所述套筒活動連接，實現儲氫輸出管活接頭與管束車充裝接頭連接時可直接利用把柄旋轉緊固套筒。
10、進一步地，一個實施例中，所述套筒與筒狀結構兩側均通過連接塊固定連接，每側連接塊上設置有多個螺栓通孔。
11、一個優選的實施例中，在所述套筒后端上下連接塊之間設置有應變片粘貼孔，用于粘貼設置所述應變檢測結構，所述應變檢測結構采用應變電阻片。
12、可選地，一個實施例中，所述把柄尾端設置有可限距伸縮的鉤式卡扣，用于與套設在儲氫輸出管活接頭端的把柄底座卡緊，防止活接頭脫落與充裝接頭分離。
13、進一步地，一個實施例中，所述檢測電路還包括可燃氣體檢測電路，通過電化學式傳感器實現可燃氣體實時檢測，并將可燃氣體檢測信號實時傳輸給控制模塊，由控制模塊實現數據識別和輸出預警信息。
14、一個優選的實施例中，所述檢測電路還包括折疊機構檢測電路，其采用旋轉角度傳感器通過測量可調電位器抽頭位置檢測可折疊把柄的折疊狀態，進而由控制模塊根據折疊狀態信息生成提示信息并輸出。
15、可選地，一個實施例中，所述檢測模塊設置有狀態發射單元用于將檢測信號單向傳輸至控制模塊，所述狀態發射單元采用無線射頻編碼芯片，無檢測信號需發送時，處于休眠模式。
16、進一步地，一個優選的實施例中，所述控制模塊包括信號接收單元、單片機及外圍電路，所述信號接收單元用于實現一種或多種檢測信號的接收，所述單片機采用stm32l071單片機，用于完成各檢測電路和輸氫閥門的控制，以及數據處理和生成對應輸出指令；
17、所述信號接收單元采用無線收發單元，在正常工作狀態，響應于單片機usart接口的命令進入休眠，在閑置狀態時，按照設定周期定時喚醒偵聽是否有命令接收需求。
18、一個可選的實施例中，所述電池管理單元用于對電源電壓進行轉換處理，并實時監測電池電壓，將監測結果傳輸至控制模塊，由控制模塊根據監測結果輸出提示信息，其中采用dcdc轉換電路對電源進行升壓處理和降壓處理。
19、另一方面，基于上述任意一個或多個實施例中所述裝置的應用方面，本發明還提供一種可檢測連接狀態的充裝接頭防脫落保護裝置的應用方法，優選地，一個實施例中，所述方法包括：
20、裝置準備步驟：驗證保護裝置連接結構螺栓的穩定性后，將所述保護裝置與儲氫輸出管活接頭固定連接，使把柄處于未折疊狀態；
21、充裝接頭擰緊步驟：將具備充裝需求的管束車充裝接頭接入所述保護裝置的套筒中，包裹所述充裝接頭并利用把柄進行擰緊；
22、連接狀態判識步驟：擰緊過程中，由檢測模塊持續利用應變檢測模塊檢測活接頭旋轉緊固扭力信息，通過檢測電路傳輸至控制模塊，基于預設的扭力門限值判定當實時旋轉緊固扭力滿足設定要求時，表明活接頭的擰緊狀態滿足要求，輸出提醒指令，停止擰緊；
23、把柄緊固步驟：將把柄尾端的鉤式卡扣與儲氫輸出管活接頭端的把柄底座卡緊，然后向套管方向施力使把柄處于完全折疊狀態，防止充裝接頭脫落；
24、充裝執行步驟：開啟儲氫系統的相關輸氫閥門實現氫能充裝。
25、進一步地，可選的實施例中，在所述充裝執行步驟中，通過檢測模塊的檢測電路實時監測充裝過程中的可燃氣體泄漏情況和折疊機構狀態數據，由控制模塊根據實時檢測數據生成預警信息并輸出。
26、與最接近的現有技術相比，本發明還具有如下有益效果：
27、本發明提供的一種可檢測連接狀態的充裝接頭防脫落保護裝置及應用方法，該裝置的連接結構由兩套套筒和筒狀結構采用螺栓結構相對連接形成，套筒用于包裹并緊固充裝接頭，筒狀結構應用時包裹緊固儲氫輸出管活接頭和管束車充裝接頭；每套套筒和筒狀結構設置一個把柄，用于實現儲氫輸出管活接頭與管束車充裝接頭連接，并對連接結構進行鎖緊加固，檢測模塊的應變檢測結構檢測擰緊過程中活接頭的旋轉緊固扭力；由控制模塊根據檢測的信號利用控制程序生成提示信息；應用該裝置具備套筒功能從而代替扳手，且安裝時不需拆卸原管道，方便快捷，能夠自動檢測連接到位，面向用戶輸出提示信息，實現防止活接頭與管束車的充裝接頭分離；本裝置具備無線數據傳輸和控制功能，能夠實時連接狀態異常、脫落等故障情況上傳至控制模塊、并做出快速響應，確保了系統的整體可靠性，滿足物聯化、智能化要求。
28、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。