CN101858841A - 一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，该设备由气体循环系统，样品室加热冷却系统，计算机数据采集及控制系统组成。其中气体循环系统为测试系统提供真空环境和高纯氢气源；样品室加热冷却系统对测试样品进行快速加热冷却循环；计算机数据采集及控制系统控制加热冷却程序运行及相应的电磁阀、电动阀的开闭动作，并实时采集系统压力温度信号。该系统在完成储氢合金热致吸放氢循环寿命测试的同时可原位进行合金吸放氢性能如PCT曲线、动力学曲线及恒温吸放氢寿命的测试。

Description

一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备

技术领域

本发明涉及一种材料性能测试设备，特别提供一种针对储氢合金的热致吸放氢循环的测试设备。

背景技术

目前，出于解决能源危机和环境保护的需要，氢能的利用成为了材料科学研究的热点问题。氢气具有单位质量发热值高、来源广泛、清洁高效等优点，但是大规模应用氢能还存在诸如氢气制备、储存、安全保障等方面的问题。储氢合金具有储氢量大、能量密度高、安全方便等优点被认为是未来储运氢能的有效手段之一。在储氢过程中总是要利用合金在低温下稳定吸氢储氢，高温下以平稳的压力放氢的特性来实现氢气的储存转运。另外，利用储氢合金吸氢时放热，放氢时吸热的特性可制成新型的制冷和加热装置用于氢化物空调，利用其高低温时的吸放氢平台压的差异可被用作氢气增压机设备。储氢合金的这些应用都涉及到其在高低温循环的使用性能，因此，考察储氢合金在不同温度下的热致吸放氢循环对其储氢性能的影响是很有意义的。但是现有的储氢测试装置都不具备测试储氢合金的长期热致循环性能的能力。中国专利申请“混合稀土储氢合金氢化特性综合测试装置及测试方法”，申请号：00108000.8实现了计算机采集压力信号，可测试储氢合金压力-组分等温曲线(PCT)，氢化速度(吸氢动力学)并可以通过手动控制储氢合金的吸放氢以考察其粉化行为。中国专利申请“贮氢合金性能综合试验设备”，申请号：200410050594.3实现了储氢合金压力-组分等温曲线(PCT)、储氢动力学的计算机采集测试，同时具备自动循环的吸放氢粉化测试。但是上述两项专利都没有测试储氢合金高低温热致吸放氢循环性能的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，该设备能实现储氢合金的热致吸放氢循环，并同时完成储氢合金的综合储氢性能如储氢合金热致吸放氢循环寿命、PCT曲线、吸氢动力学、恒温粉化性能的测试。

本发明具体提供了一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：该设备是由气体循环系统，样品室加热冷却系统，计算机数据采集及控制系统组成。

其中气体循环系统由高纯氢气瓶连接三通阀a的可开闭端口，三通阀a的常开端口连接三通阀b，另一可开闭端口连接三通阀c的常开端口，三通阀c的一个可开闭端口连接一个真空泵，另一个可开闭端口通向大气；三通阀b的另两端分别通向大气和管道主体，在管道主体上连接一个四通，四通的其余三个接口分别连接阀Ⅰ、Ⅱ、阀Ⅲ，阀Ⅰ连接着压力传感器，阀Ⅱ连接着扩容瓶，阀Ⅲ连接着样品室。样品室置于样品室加热冷却装置中。

样品室加热冷却系统由样品室加热冷却装置依次连接电磁阀、循环水泵以及水箱，水箱中有热交换器和温度传感器，热交换器与制冷机相连。

计算机数据采集及控制系统由计算机、可编程控制器PLC、采集模块及继电器组成，计算机通过串行口与下位机PLC连接，PLC通过采集模块与系统中的压力传感器和温度传感器相连，PLC通过程序输出电信号控制着继电器的开关，继电器控制三通阀a、三通阀c、电磁阀、样品室加热冷却装置中的加热丝、水泵和制冷机的运行。计算机通过控制软件实现和PLC的通讯，可以实现实验参数的设置、系统压力温度状态参数的显示和记录，在计算机上设置程序运行参数后，PLC可独立实现程序运行，增加了系统运行的可靠性。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于所述样品室由不锈钢管头和紫铜贮样管焊接而成，不锈钢管头侧面有外螺纹，端面有密封槽；紫铜贮样管为外锥形结构，底部有温度传感器插入槽。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于所述样品室加热冷却装置有内锥形紫铜管基座，基座的下端有内螺纹，紧贴基座的表面安装铠装加热丝或加热带，冷却采用循环冷水冷却管，冷却管选择扁平管；冷却管可以通过表面直接缠绕或者焊接、镶嵌的方式紧密固定在基座表面，加热丝和冷却管间隔排列。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于对样品室的加热冷却测温采用温度传感器通过紧固螺母与基座下端固定，温度传感器的测温探头插入样品室底部的插槽。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于样品室加热冷却装置在基座外层包裹石棉保温材料，最外层为预留有加热线路、冷却水管开口的不锈钢壳体。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于所述测试设备的数据采集及控制系统，是在计算机的控制软件界面实现实验参数的设置、系统压力温度状态参数的显示和记录。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于所述三通阀a、c可以是三通电动阀，三通阀b可以是手动三通阀，阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以是隔膜阀。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于在四通和阀Ⅲ之间串联一个或多个四通，在这些四通的两端分别连接阀门，由阀门控制连接不同量程压力传感器和不同大小的扩容瓶，压力传感器的量程和各个扩容瓶的容量分别由被测合金的吸放氢压力范围和吸氢量决定。可以在四通末端并联一套或多套阀Ⅲ、样品室、样品室加热冷却装置以及电磁阀。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于高纯氢气瓶与三通阀之间连接一个过滤器；阀Ⅲ与样品室之间连接一个过滤器；高纯氢气瓶与过滤器之间连接一个减压阀。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于样品室由通孔法兰，压紧螺母，过滤片，过滤片固定螺母，贮样管和铜密封垫圈组成，其中贮样管由不锈钢外螺纹管头和外圆锥紫铜管焊接而成，外圆锥紫铜管的底端密封且留有温度传感器测温孔，不锈钢外螺纹管头密封面有足够硬度以使用铜密封圈，同时螺纹体具有足够强度防止密封拧紧对管头的损伤；通孔法兰的下端气孔中由过滤片固定螺母将过滤片嵌压入内部，以防止样品粉末随气流带进气体管道。样品室的组装：由压紧螺母将通孔法兰通过铜密封圈压紧于不锈钢外螺纹管。

本发明所提供的一种储氢合金热致吸放氢循环寿命的测试方法的专用设备，其特征在于所述样品室加热冷却系统的样品室基座是一内锥形圆柱铜管，其外部紧密缠绕包裹加热材料和冷却管，加热材料可以是铠装加热丝或加热带，采取缠绕、包裹或者表面镶嵌焊接等方式与铜管基座紧密接触，保证快速的传热效果；冷却管为扁平或圆柱铜管，采取紧密缠绕包裹或表面镶嵌、焊接方式与铜管基座结合；加热材料与冷却管采取紧密交替排列或里外交错封装于基座表面。在加热冷却管外部用保温材料包裹，最外层用不锈钢套封装，不锈钢套留有加热供电线和冷却水管的出入口。加热系统由固态整流器配合加热程序实现，加热速度快，控温精确。冷却系统为循环水冷却，由电动水泵将冷水在冷却铜管内循环流动达到冷却目的，同时为保持快速恒定的冷却效果为水箱配备热交换器。

本发明的工作原理：

1.热致循环测试原理：贮氢合金在低温有较低的吸放氢平台压，随温度升高吸放氢平台压都会不断的升高。对放入样品室的储氢合金在低温T_L下给定氢气压力至P_L，且P_L远高于此温度下的合金的吸氢平台压P_Leq则样品饱和吸氢，接下来使样品升温到达某一温度T_H，此时系统压力升至P_H，若此时P_H远远低于合金在此温度下的放氢平台压力P_Heq则样品进行较彻底的放氢。以上过程即实现了合金样品的一次热致吸放氢，对此样品反复的加热冷却操作即可实现合金热致循环测试。由上述过程可知：合金样品能否实现热致吸放氢循环取决于样品量m，合金的饱和吸氢比x，高低温度范围，贮气室体积V。在合金实际使用条件下，使用温度范围是特定的，即T_L、T_H已知，设低温吸氢平台压力和高温放氢平台压力为热致循环的临界压力，假设高温时完全放氢，我们就可以根据热致前后的系统氢气量守恒得到如下的算式确定样品质量和所需设备贮气室体积对应关系：

$\frac{\mathrm{mx}}{2M}+\frac{P_{\mathrm{Leq}}(V_s-m/\mathrm{\ρ})}{1000{\mathrm{RT}}_L}+\frac{P_{\mathrm{Leq}}V}{1000{\mathrm{RT}}_0}=\frac{P_{\mathrm{Heq}}(V_s-m/\mathrm{\ρ})}{{1000\mathrm{RT}}_H}+\frac{P_{\mathrm{Heq}}V}{1000{\mathrm{RT}}_0}......\left(1\right)$

整理后得：

$V=\frac{{500\mathrm{RT}}_0\mathrm{mx}}{M(P_{\mathrm{Heq}}-P_{\mathrm{Leq}})}+\frac{T_0(P_{\mathrm{Leq}}{T}_H-P_{\mathrm{Heq}}{T}_L)(V_S-m/\mathrm{\ρ})}{T_H{T}_L(P_{\mathrm{Heq}}-P_{\mathrm{Leq}})}......\left(2\right)$

m：合金样品质量(g)

M：合金的摩尔质量(g/mol)

V_s：样品室的体积(cm³)

V：贮气室体积(cm³)

x：合金的饱和吸氢比，x＝合金饱和吸氢原子摩尔量/合金原子摩尔量

ρ：合金的密度(g/cm³)

R：气体常数(8.31441J·mol^-1·K^-1)

T₀：室温温度(K)

T_L、T_H单位为K，P_LEq，P_HEq单位为KPa

根据以上等式可以计算出合金样品质量和系统体积的对应关系，为更彻底的吸放氢可以适量减少样品的量或者通过开启扩容气瓶增大系统体积。

2.恒温循环测试原理：通过调节减压阀的出口压力设定合金的吸氢压力，将样品室放入恒温水浴或油浴。通过电动阀自动控制样品室接通气源使样品吸氢，电动阀接通放气口样品放氢至接近大气压范围，电动阀接通真空泵使样品彻底的放氢。重复以上步骤即可以实现合金样品在恒定温度下的吸放氢循环，考察其吸放氢性能。

3.吸放氢PCT曲线的测试原理：将样品放入恒温水浴或油浴，使用真空泵抽真空使样品完全脱氢。关闭样品室阀门，对系统贮气室充压，关闭气源，打开样品室阀门，使样品吸氢，待压力平衡后根据计算机采集的吸氢前后的压力温度值由气体状态方程计算出样品的吸氢量，重复以上过程直至样品吸氢饱和。放氢过程即每次将贮气室的压力减少使样品缓慢放氢。将每次的平衡压力作纵坐标，测得的样品吸氢量为横坐标作图，即得样品在该温度下的吸放氢PCT曲线。

4.动力学曲线的测试原理：将样品放入恒温水浴或油浴，使用真空泵对样品完全脱氢。关闭样品室阀门，对系统贮气室充足够压力的氢气，快速打开样品室阀门使样品一次吸氢饱和。计算机采集系统对样品吸氢过程以较短的时间间隔记录其压力温度值，通过气体状态方程计算出每个时刻的吸氢量，以样品吸氢量为纵坐标，时间为横坐标作图，即得样品在此温度下的动力学曲线。

本发明的优点：

1.实现可靠的程序自动控制：本发明以PLC和模拟量输入模块实现数据采集和自动控制，以计算机实现友好的控制界面，易于操作，程序功能的实现不依赖计算机支持，使控制过程更加可靠。

2.实现了数据的实时测量和控制监控：在实验进行过程中，计算机实时显示压力温度值和加热冷却状态及各电磁阀、电动阀的开关状态，并将温度压力数据存储在计算机硬盘上，实现历史数据查询功能。

3.热致循环速度快，控温精确，高效节能。本发明对样品室及其加热基座的锥形配合的独特设计、紫铜材料的使用，保证了快速加热传热，温度传感器头部嵌入样品室底部保证了测温的精确，加热程序配置固态整流器，保证了加热的快速精确；对冷却水采用热交换器保证水温不随循环的次数而升高，也可以实现低于室温的冷却温度。

4.实现丰富的储氢性能测试功能：集储氢合金的热致循环，恒温吸放氢循环、吸放氢PCT、吸放氢动力学测试于一体，根据研究需要可随时对热致循环的样品进行吸放氢PCT、动力学测试，因此可以方便的研究热致循环次数对样品的储氢性能的影响。

5.测量精度高：本实验设备采用进口阀门管道系统，气体泄漏率＜4×10^-9std cm³/s，压力变送器精度为0.1％FS，长期稳定性＜0.1％FS/年。

6.使用压力温度范围广：加热温度最高500℃，冷却温度最低0℃，根据需要可选用不同量程传感器组合实现10^-3Pa～12MPa范围的压力测试。

7.成本低：采用加热材料通过加热基座直接对样品室加热和水冷却的做法大大节约了设备成本。

8.安全性高：可对加热过温、失控报警，根据需要自动对加热设备断电并启动冷却水泵。

9.可以同时对两个及两个以上样品进行热致循环，高效节能。

附图说明

图1为本发明的结构示意；

图2为样品室设计图；

图3为样品室加热冷却装置；

图4为计算机采集及控制原理图；

图5为La_0.8Y_0.2Ni_4.8Mn_0.2合金储氢寿命曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述：

如图1所示，该系统的气体循环系统由高压高纯氢气瓶(1)、减压阀(2)、过滤器(3)、电动阀(4、5)、手动阀(8)及管道连接而成。具体连接为：高压高纯氢气瓶(1)经减压阀(2)和过滤器(3)后连接电动三通阀(4)的第一可开闭接口，电动三通阀(4)的第二可开闭接口与电动三通阀(5)的常开接口相连，电动三通阀(5)的第一可开闭接口与单向阀(6)进气口相连，单向阀(6)的出气口接通大气排气口、电动三通阀(5)的第二可开闭接口与机械真空泵(7)相连。电动三通阀(4)的常开接口与手动三通阀(8)的第一可开闭接口相连，手动三通阀的第二可闭接口与通大气的排气管道相连接，常开接口与隔膜阀(9)连接。隔膜阀(9)连接一个四通(10)，四通(10)的第一个侧位接口连接一个隔膜阀(11)，隔膜阀(11)的另一接口连接4MPa压力表(12)；四通(10)的第二个侧位接口连接隔膜阀(13)，隔膜阀(13)的另一个接口连接一个280ml贮气瓶(14)，四通的直通位置连接另一个四通(16)。四通(16)的第一个侧位接口连接一个隔膜阀(17)，隔膜阀(17)的另一接口连接12MPa压力表(18)；四通(16)的第二个侧位接口连接隔膜阀(19)，隔膜阀(19)的另一个接口连接一个80ml贮气瓶(20)。四通(16)连接四通(21)，四通(21)的其余三个接口分别连接三个并行隔膜阀(22、23、24)，三个并行隔膜阀分别经过滤器(3)后连接样品室(25)。

样品室的设计如图2所示：该样品室由焊接了出气管(26)的法兰(27)经压紧螺母(35)与贮样管通过铜垫片(34)密封连接。法兰(27)的下部开内螺纹孔，由一个外螺纹螺母(29)将一个过滤片(28)嵌压于出气口，过滤片(28)可以防止样品粉末进入气体管道系统。贮样管上部是有外螺纹的不锈钢管(33)，下部为钻有热电阻测温孔(31)的外锥形紫铜管(32)，两管通过过度合金技术焊接，采用不锈钢-紫铜设计的好处是上部密封面有足够的硬度可以使用铜垫片密封，并且可以长期使用不致在拧紧时损坏，下部紫铜具有优良的导热性能，能快速的加热冷却，减少系统控制的滞后，节约时间、能量。

样品室加热冷却系统：样品室加热冷却装置(26)如图3所示，紫铜材质的外锥形贮样管(32)紧密的插装在内锥形紫铜管基座(38)中，紧贴基座(38)的表面缠绕着铠装加热丝(39)和冷却铜管(40)，如图所示，加热丝(39)和冷却铜管(40)交替密排。在加热丝和冷却管的外部包裹着石棉做保温隔热材料，在最外层是不锈钢壳体(42)，下部使用紧固螺母将热电阻(37)拧在壳体上，并使热电阻(37)的测温头部紧密插入紫铜贮样管(32)底部的测温孔(31)中。样品室的冷却由自吸式电动水泵(46)从水槽(47)中抽取冷水，经四通(45)后连接三个电磁阀(44)分别对三个并行的样品室冷却，冷却水流经样品室冷却管后循环注入水槽。为保持冷却水温度不随实验次数的进行而升高，使用制冷机(50)制冷并通过热交换器(49)对水槽中的水冷却，水槽中有热电阻(48)检测水温。

计算机数据采集及控制系统：

如图4所示，计算机通过串行口与下位机PLC连接，PLC通过采集模块与系统中的压力传感器(12、18)和温度传感器(15、37、48)相连，采集模块读取压力和温度的模拟信号并转换成数字信号传回PLC，PLC和计算机通讯实现数据的显示和存储。PLC通过程序输出电信号控制着继电器的开关，进而控制气体循环系统和加热冷却系统的电动阀、电磁阀、加热丝、水泵和制冷机的运行，同时将控制反馈信号传递给计算机，实现实时的运行状态显示。

本发明的工作过程：

1、热致循环测试：首先根据La_0.8Y_0.2Ni_4.8Mn_0.2合金的使用条件确定热致循环的高温值T_H＝100℃、低温值T_L＝0℃，分别测试合金在此高低温的PCT曲线，得到该合金在高温的放氢平台压力值P_Heq＝1926kPa、在低温的吸氢平台压力值P_Leq＝94kPa和饱和吸氢比x＝6，将以上数据带入原理中所示公式(1)确定需要的样品量和贮气室体积。调整两扩容储气瓶的使用以适应贮气室体积要求。将样品装入样品室(25)，通过法兰接头接入实验系统，将锥形贮样管插入加热基座并来回旋动样品室使两者紧密结合。开启机械真空泵(7)，将电动阀(5)接通真空泵，电动阀(4)接通电动阀(5)，手动三通阀接通电动阀(4)，打开阀门(9、22、23、24)。对样品及整个实验设备进行彻底的真空除气，必要时可对样品高温除气。除气结束后，关闭真空泵(7)、电动阀(5)、隔膜阀(9)，将电动阀(4)接通气源，开启水泵(46)将样品室冷却至实验所需低温，开启氢气瓶阀门，调整减压阀(2)的输出压力使其高于P_Leq，开启隔膜阀(9)对系统充氢使合金吸氢饱和后继续升压至实验所选低温压力值。在电脑操作界面设定实验为热致循环，实验的高温T_H和高温保持时间t_H＝10s，低温T_L和低温保持时间t_L＝10s，冷却水温度Tc＝0℃，超温报警温度T_A＝120℃，需要进行的循环次数n为5000。选择开始循环，程序开始运行。第一步：加热丝对样品室加热至T_H，并保持t_H秒，第二步：关闭加热丝电源，开启水泵，和相应的样品室电磁阀，对样品室降温至T_L，并保持t_L秒。完成后计数器显示已完成n次循环的第1次，如此重复以上步骤，直至循环完成，播放提示警报。在系统热致循环过程中若出现温度超出报警温度T_A，则强制关闭加热电源，开启冷却泵，并报警。冷却水温度高于Tc时制冷机开启对水槽中的冷却水冷却，保证实验过程冷却水温度不升高。在试验过程中可以通过软件的实时显示功能监视系统温度压力状况。

在热致循环完成所需次数后，取出样品室放入恒温水浴，对样品进行吸放氢PCT、动力学的测试，确定其吸氢性能；

再对样品继续进行热致循环至次数n分别为10000、15000、20000、25000、30000、35000，并分别测得其吸氢性能如饱和吸氢量x、储氢合金吸氢量达到考察吸氢量x₀所需时间即吸氢速度t_x0等，以n为横坐标，相应的吸氢性能指标为纵坐标作图，即得该储氢合金样品在T_L～T_H温度区间热致吸放氢寿命曲线。图5所示为La_0.8Y_0.2Ni_4.8Mn_0.2合金储氢容量寿命曲线。

2、恒温循环测试：对样品出气完毕后将样品室放入恒温水浴或油浴，关闭贮气瓶(14、20)前球阀，通过气瓶减压阀调整循环压力，开启隔膜阀(9)、样品室阀门(22、23、24)(也可根据需循环的样品选择开启阀门)。在电脑操作界面设置循环方式为恒温循环，设置充氢时间t₁，放氢时间t₂，抽真空时间t₃，循环次数n，选择开始循环，程序开始运行。运行过程如下：第一步，充氢。电动阀(4)接通气源，保持t₁秒，关闭电动阀(4)。第二步，放气。电动阀(5)接通大气，电动阀(4)接通电动阀(5)，对大气放氢t₂秒。关闭电动阀(5)。第三步，抽真空。电动阀(5)接通机械真空泵，对样品抽真空t₃秒。关闭电动阀(4)和电动阀(5)。程序完成一次循环过程，继续重复以上过程n-1步后，程序停止并播放提示音。

3、吸放氢PCT曲线的测定：对样品除气后将样品室放入恒温水浴或油浴，关闭样品室前阀门和隔膜阀(9)，将电动阀(4)接通气源，开启隔膜阀(9)对贮氢室(即由样品室阀门至隔膜阀(9)之间的所有连通管道体积)充入一定压力的气体，关闭阀(9)，记录此时的压力和温度参数，开启样品室阀门，样品吸氢平衡后关闭样品室阀门。再次记录此时的压力温度参数，根据前后的压力温度参数及已知的各部分体积通过气体状态方程计算出样品的吸氢量。反复进行如上操作直至样品饱和吸氢。随后对样品放氢，即通过对大气或使用真空泵使贮气室内的压力逐次降低，记录下每次开样品放氢和贮气室平衡后的压力温度参数，计算样品在各个平衡压力下的放氢量。将以上吸放氢压力做纵坐标，对应的合金中氢原子比x做为横坐标作图，即得该温度下样品的吸放氢PCT曲线。

4、样品的动力学测试：对样品彻底除气后将样品室放入恒温水浴或油浴，关闭样品室前阀门，将电动阀(4)接通气源。控制隔膜阀(9)对贮气室充入足够使样品饱和吸氢的氢气压力(必要时可以开扩容气瓶(14)或(20))，关闭隔膜阀(9)。快速开启样品室前阀门，使样品吸氢，电脑快速采集记录系统压力和温度变化直至压力平衡。通过气体状态方程可以计算样品室阀门开启后各个记录点的样品吸氢量，以样品吸氢量为纵坐标，时间为横坐标作图即得样品的动力学曲线。

Claims (10)

1.一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：所述测试设备由气体循环系统，样品室加热冷却系统，计算机数据采集及控制系统组成；

气体循环系统由高纯氢气瓶连接三通阀a的可开闭端口，三通阀a的常开端口连接三通阀b，另一可开闭端口连接三通阀c的常开端口，三通阀c的一个可开闭端口连接一个真空泵，另一个可开闭端口通向大气；三通阀b的另两端分别通向大气和管道主体，在管道主体上连接一个四通，四通的其余三个接口分别连接阀Ⅰ、Ⅱ、阀Ⅲ，阀Ⅰ连接着压力传感器，阀Ⅱ连接着扩容瓶，阀Ⅲ连接着样品室；

样品室置于样品室加热冷却装置中；

样品室加热冷却系统由样品室加热冷却装置依次连接电磁阀、循环水泵以及水箱，水箱中有热交换器和温度传感器，热交换器与制冷机相连；

计算机数据采集及控制系统由计算机、可编程控制器PLC、采集模块及继电器组成，计算机通过串行口与下位机PLC连接，PLC通过采集模块与系统中的压力传感器和温度传感器相连，PLC通过程序输出电信号控制着继电器的开关，继电器控制三通阀a、三通阀b、三通阀c、电磁阀、样品室加热冷却装置中的加热丝、水泵和制冷机的运行。

2.按照权利要求1所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：所述样品室由不锈钢管头和紫铜贮样管焊接而成，不锈钢管头侧面有外螺纹，端面有密封槽；紫铜贮样管为外锥形结构，底部有温度传感器插入槽。

3.按照权利要求1所储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：所述样品室加热冷却装置有内锥形紫铜管基座，基座的下端有内螺纹，紧贴基座的表面安装铠装加热丝或加热带，冷却采用循环冷水冷却管，冷却管选择扁平管；冷却管可以通过表面直接缠绕或者焊接、镶嵌的方式紧密固定在基座表面，加热丝和冷却管间隔排列。

4.按照权利要求3所述的样品室加热冷却装置，其特征在于：对样品室的加热冷却测温采用温度传感器通过紧固螺母与基座下端固定，温度传感器的测温探头插入样品室底部的插槽。

5.按照权利要求3所述的样品室加热冷却装置，其特征在于：在基座外层包裹石棉保温材料，最外层为预留有加热线路、冷却水管开口的不锈钢壳体。

6.按照权利要求1所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：所述测试设备的数据采集及控制系统，是在计算机的控制软件界面实现实验参数的设置、系统压力温度状态参数的显示和记录。

7.按照权利要求1所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：所述三通阀a、c可以是三通电动阀，三通阀b可以是手动三通阀，阀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以是隔膜阀。

8.按照权利要求1所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：在四通和阀Ⅲ之间串联一个或多个四通，在这些四通的两端分别连接阀门，由阀门控制连接不同量程压力传感器和不同大小的扩容瓶，压力传感器的量程和各个扩容瓶的容量分别由被测合金的吸放氢压力范围和吸氢量决定。

9.按照权利要求1所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：可以在四通末端并联一套或多套阀Ⅲ、样品室、样品室加热冷却装置以及电磁阀。

10.按照权利要求1、9所述储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备，其特征在于：高纯氢气瓶与三通阀之间连接一个过滤器；阀Ⅲ与样品室之间连接一个过滤器；高纯氢气瓶与过滤器之间连接一个减压阀。

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