CN103940699B - 一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置和方法，该装置包括气体缓冲室、用于向气体缓冲室泵气的气泵、用于测量气体缓冲室内的气压的压力传感器和排气管道；排气管道包括上排气口、下排气口和与气体缓冲室连通的进气口；从气体缓冲室到上排气口的这段排气管道为第一排气管道，从气体缓冲室到下排气口的这段排气管道为第二排气管道，在排气管道中设置阀门，阀门用于控制第一排气管道的通断。本发明的有益效果如下：体积小巧，排气管道可以插到蓄电池的内部，直接测量电解液的密度；使用一个压力传感器测量高、低两处的两个压力，不易产生误差；可以对蓄电池组中的每一节电池进行测量，保证供电设备的可靠运行。

Description

一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置和方法

技术领域

本发明涉及蓄电池技术，尤其涉及一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置和方法。

背景技术

用于测量蓄电池内部电解液密度的装置主要用于大型发电厂、核电厂、潜艇电池等地，能够对蓄电池的性能指标进行测试以判定是否需要更换蓄电池或补充电解液、是否需要充电、是否已经充电完毕等。

现有的用于测量蓄电池内部电解液密度的装置存在以下的不足：

1.体积庞大，无法在狭小的空间内使用；

2.需要电解液有较深的深度，以便形成大的高度差；

3.使用两个压力传感器或一个压差传感器，在长期使用的过程中稳定性无法保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有的用于测量蓄电池内部电解液密度的装置体积庞大，需要大的高度差测量电解液密度，在长期使用的过程中稳定性差。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置，包括气体缓冲室、用于向所述气体缓冲室泵气的气泵、用于测量所述气体缓冲室内的气压的压力传感器和排气管道；所述排气管道包括上排气口、下排气口和与所述气体缓冲室连通的进气口；从所述气体缓冲室到所述上排气口的这段排气管道为第一排气管道，从所述气体缓冲室到所述下排气口的这段排气管道为第二排气管道，在所述排气管道中设置阀门，所述阀门用于控制所述第一排气管道的通断。

在优选的方案中，所述阀门还用于控制所述第二排气管道的通断。

在优选的方案中，所述阀门为三通阀门，所述三通阀门分别与所述进气口、所述上排气口和所述下排气口连接。

在优选的方案中，所述阀门为设置在所述第一排气管道中的二通阀门。

在优选的方案中，所述进气口包括第一进气口和第二进气口。

本发明还提供了一种上述装置来测量蓄电池内部电解液密度的方法，包括如下步骤：

步骤1：将所述装置的上排气口和下排气口伸入到蓄电池内部的电解液中，并且使所述上排气口的高度高于所述下排气口的高度；

步骤2：通过所述阀门使所述第一排气管道接通，通过所述气泵向所述气体缓冲室泵气，并且利用所述压力传感器测量所述气体缓冲室内的气压，得到第一压力；

步骤3：通过所述阀门使所述第一排气管道断开，同时使所述第二排气管道接通，通过所述气泵向所述气体缓冲室泵气，并且利用所述压力传感器测量所述气体缓冲室内的气压，得到第二压力；

步骤4：获得所述上排气口和所述下排气口的高度差，优选的，该高度差是预先设定的高度差；步骤5：利用如下公式计算得出蓄电池内部电解液密度：

蓄电池内部电解液密度=(第二压力－第一压力)/高度差。

当然，也可以在所述步骤4中通过测量所述上排气口和所述下排气口之间的垂直距离获得所述高度差。

本发明的有益效果如下：

1.体积小巧，排气管道可以插到蓄电池的内部，直接测量电解液的密度；

2.使用一个压力传感器测量高、低两处的两个压力，然后取差值，消除了压力传感器自身的漂移产生的误差，测量精度高；

3.可以对蓄电池组中的每一节电池进行测量，提前判断单节电池的容量和特性，保证供电设备的可靠运行。本发明广泛应用于光伏储能设备、大型发电厂、核电备用电源、潜艇电池组等。

附图说明

图1是一个实施例的用于测量蓄电池内部电解液密度的装置的示意图；

图2是一个实施例的用于测量蓄电池内部电解液密度的方法的框图。

附图标记说明：

1：气体缓冲室，2：气泵，3：压力传感器，4：上排气口，5：下排气口，6：进气口，7：三通阀门。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1所示的一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置包括气体缓冲室1、用于向气体缓冲室1泵气的气泵2、用于测量气体缓冲室1内的气压的压力传感器3和排气管道；排气管道包括上排气口4、下排气口5和与气体缓冲室1连通的进气口6；从气体缓冲室1到上排气口4的这段排气管道为第一排气管道，从气体缓冲室1到下排气口5的这段排气管道为第二排气管道，在排气管道中设置阀门，阀门用于控制第一排气管道的通断。其中，气泵2可以采用微型气泵等任何用于泵气的设备。

阀门可以为三通阀门，三通阀门分别与进气口6、上排气口4和下排气口5连接，三通阀门也可以控制第二排气管道的通断。阀门也可以为设置在第一排气管道中的二通阀门，也可以在第一排气管道中和第二排气管道中均设置二通阀门。

在一个实施例中，第一排气管道和第二排气管道从进气口6起共用一段管道，而后分为两路管道，一路管道延伸到上排气口4，另一路管道延伸到下排气口5。

在一个实施例中，排气管道的进气口包括第一进气口和第二进气口，第一进气口到上排气口4为第一排气管道，第二进气口到下排气口5为第二排气管道，第一排气管道和第二排气管道相互独立。

本发明的电解液密度测量原理如下：

电解液密度（δ）=压力（p）/高度（h）

其中，h为上排气口4与下排气口5之间的高度差，p=p1-p2，p1、p2：分别是下排气口5处和上排气口4处的电解液压力。

使用一个压力传感器分别测量高、低两个位置的电解液压力，然后取差值。这样压力传感器的温漂、时漂等误差就被消除了；

参照图1所示装置的测量过程如下：

1、三通阀门7使气体缓冲室1与上排气孔4连通，气泵2工作，向气体缓冲室1泵气，压力传感器3测量上排气孔4处的电解液压力，优选在电解液中出现气泡时测量电解液压力；

2、三通阀门7为气体缓冲室1与下排气孔5连通，气泵2工作，向气体缓冲室1泵气，压力传感器3测量下排气孔5处的电解液压力；

3、上述测量装置还可以包括单片机和通讯端口，该单片机用于控制气泵2和三通阀门7的工作状态，利用压力传感器3测量的数值来计算电解液密度，通过通讯端口将电解液密度值上传到远程设备。

图2示出一种通过上述装置来测量蓄电池内部电解液密度的方法，包括如下步骤：

步骤1：将上述装置的上排气口4和下排气口5伸入到蓄电池内部的电解液中，并且使上排气口4的高度高于下排气口5的高度；

步骤2：通过阀门使第一排气管道接通，通过气泵2向气体缓冲室1泵气，并且利用压力传感器3测量气体缓冲室1内的气压，得到第一压力；

步骤3：通过阀门使第一排气管道断开，同时使第二排气管道接通（第二排气管道接通中可以不设置阀门，此时第二排气管道接通即为接通状态），通过气泵2向气体缓冲室1泵气，并且利用压力传感器3测量气体缓冲室1内的气压，得到第二压力；

步骤4：获得上排气口4和下排气口5之间预先设定好的高度差；

步骤5：利用如下公式计算得出蓄电池内部电解液密度：

蓄电池内部电解液密度=(第二压力－第一压力)/高度差。

另外，也可以通过测量上排气口4和下排气口5之间的垂直距离得到高度差。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于测量蓄电池内部电解液密度的装置，其特征在于：包括气体缓冲室、用于向所述气体缓冲室泵气的气泵、用于测量所述气体缓冲室内的气压的压力传感器和排气管道；所述排气管道包括上排气口、下排气口和与所述气体缓冲室连通的进气口；从所述气体缓冲室到所述上排气口的这段排气管道为第一排气管道，从所述气体缓冲室到所述下排气口的这段排气管道为第二排气管道，在所述排气管道中设置阀门，所述阀门用于控制所述第一排气管道的通断；所述阀门还用于控制所述第二排气管道的通断；所述阀门为三通阀门，所述三通阀门分别与所述进气口、所述上排气口和所述下排气口连接。

2.一种使用权利要求1所述装置来测量蓄电池内部电解液密度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将所述装置的上排气口和下排气口伸入到蓄电池内部的电解液中，并且使所述上排气口的高度高于所述下排气口的高度；

步骤2：通过所述阀门使所述第一排气管道接通，通过所述气泵向所述气体缓冲室泵气，并且利用所述压力传感器测量所述气体缓冲室内的气压，得到第一压力；

步骤3：通过所述阀门使所述第一排气管道断开，同时使所述第二排气管道接通，通过所述气泵向所述气体缓冲室泵气，并且利用所述压力传感器测量所述气体缓冲室内的气压，得到第二压力；

步骤4：获得所述上排气口和所述下排气口的高度差；

步骤5：利用如下公式计算得出蓄电池内部电解液密度：

蓄电池内部电解液密度 = (第二压力－第一压力) / 高度差。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高度差是预先设定的高度差。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤4中通过测量所述上排气口和所述下排气口之间的垂直距离获得所述高度差。