CN108445154A - 一种用于氢氧燃料电池的ph实时检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统及方法，包括氢氧燃料电池反应仓，氢氧燃料电池反应仓的阳极设置有垂直等间距排布的若干PH传感装置，所述的PH传感装置均连接到微处理器的输入端，微处理器的输出端连接有RS232总线以及LED显示屏，所述的RS232总线连接到上位机；所述的PH传感装置包括PH传感器，以及与PH传感器连接的PH变送器，所述的PH变送器连接到微处理器输入端；所述的微处理器还连接有AD转换模块和存储器。
Description
技术领域
本发明属于PH值检测技术领域，涉及一种燃料电池的PH值检测系统及方法；尤其是一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统及方法。
背景技术
近年来，第二次工业革命引起的重工业以及轻工业的飞速发展，带动了社会经济以及社会人口的急剧增加，与此同时，工业生产中带来的环境污染以及传统能源的巨大消耗慢慢显露出来，寻找一种可靠的新能源成为了急需解决的问题。
氢氧燃料电池作为一种新型能源具有高能量转化率的特点，但是，氢氧燃料电池价格较为昂贵，反应、启动性能偏差，PH值作为微生物燃料电池诸多化学反应中最为重要的影响因素之一，对其的检测具有重要的意义。
由于我国在PH检测领域的研究起步慢，技术落后，自动化水平低，导致在氢氧燃料电池这一新兴领域PH检测更加困难。因此，一套高自动化程度，低成本的PH检测系统具有重要的现实意义。
目前国内各大实验室氢氧燃料电池的PH测量主要以人工方式为主，无法对氢氧燃料电池反应过程中的PH进行实时的检测，时效性远远低于实验的要求。此为现有技术的不足之处。
因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统及方法；以解决现有技术中的上述缺陷，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统及方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，其特征在于，包括氢氧燃料电池反应仓，氢氧燃料电池反应仓的阳极设置有垂直等间距排布的若干PH传感装置，所述的PH传感装置均连接到微处理器的输入端，微处理器的输出端连接有RS232总线以及LED显示屏，所述的RS232总线连接到上位机；
所述的PH传感装置包括PH传感器，以及与PH传感器连接的PH变送器，所述的PH变送器连接到微处理器输入端；
所述的微处理器还连接有AD转换模块和存储器。
作为优选，所述的PH传感器为CPSll22AA2TSA型号的传感器。
作为优选，所述的PH变送器为CPM4312-G382PC型号的变送器。
作为优选，所述的微处理器为STM32F429型号的处理器。
一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：氢氧燃料电池反应仓内垂直等间距放置若干PH传感装置，采集相应位置的PH值；
S2：将S1中采集到的PH值进行模数转换，转成为数字信号，并进行存储；
S3：将S2中得到的数字信号进行内插数据处理，并传送至上位机进行图形化显示。
作为优选，步骤S1中，所述的PH传感装置包括PH传感器，以及与PH传感器连接的PH变送器。
作为优选，步骤S3中，采用Kriging算法进行内插数据处理。
本发明的有益效果在于，将氢氧燃料电池这一新兴能源的关键影响因素-PH进行实时的，可视化的检测，可以使使用者更加轻易地获得反应室中PH的值及其变化，对预测微生物燃料电池的反应方向，反应速度更加具有指导意义，同时可作为其他影响因素研究的参考指标。并且本发明将人类劳动力从复杂的实验中解放出来，使得使用者可以在同样的时间做更多的事，得到更多的信息，补足了传统氢氧燃料电池PH检测过程中浪费人力，数据采集效率低下的不足。此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于微生物燃料电池的PH实时检测系统的控制原理图。
其中，1-微生物燃料电池仓，2-PH传感装置，3-微处理器，4-RS232总线，5-LED显示屏，6-上位机，7-AD转换模块，8-存储器，2.1-PH传感器，2.2-PH变送器。
图2是本发明提供的一种用于微生物燃料电池的PH实时检测系统中PH传感装置在微生物燃料电池反应仓的排布示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1和2所示，本发明提供的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，包括氢氧燃料电池反应仓1，氢氧燃料电池反应仓1的阳极设置有垂直等间距排布的若干PH传感装置2，所述的PH传感装置2均连接到微处理器3的输入端，微处理器3的输出端连接有RS232总线4以及LED显示屏5，所述的RS232总线4连接到上位机6；
所述的PH传感装置2包括PH传感器2.1，以及与PH传感器2.1连接的PH变送器2.2，所述的PH变送器2.2连接到微处理器3输入端；
所述的微处理器3还连接有AD转换模块7和存储器8。
本实施例中，所述的PH传感器2.1为CPSll22AA2TSA型号的传感器。
所述的PH变送器2.2为CPM4312-G382PC型号的变送器。
所述的微处理器3为STM32F429型号的处理器。
本发明还给出一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测方法，包括以下步骤：
S1：氢氧燃料电池反应仓内垂直等间距放置若干PH传感装置，采集相应位置的PH值；
S2：将S1中采集到的PH值进行模数转换，转成为数字信号，并进行存储；
S3：将S2中得到的数字信号进行内插数据处理，并传送至上位机进行图形化显示。
本实施例中，步骤S1中，所述的PH传感装置包括PH传感器，以及与PH传感器连接的PH变送器。
本实施例中，步骤S3中，采用Kriging算法进行内插数据处理。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，其特征在于，包括微生物燃料电池反应仓（1），微生物燃料电池反应仓（1）的阳极设置有垂直等间距排布的若干PH传感装置（2），所述的PH传感装置（2）均连接到微处理器（3）的输入端，微处理器（3）的输出端连接有RS232总线（4）以及LED显示屏（5），所述的RS232总线（4）连接到上位机（6）；
所述的PH传感装置（2）包括PH传感器（2.1），以及与PH传感器（2.1）连接的PH变送器（2.2），所述的PH变送器（2.2）连接到微处理器（3）输入端；
所述的微处理器（3）还连接有AD转换模块（7）和存储器（8）。
2.根据权利要求1所述的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，其特征在于，所述的PH传感器（2.1）为CPSll22AA2TSA型号的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，其特征在于，所述的PH变送器（2.2）为CPM4312-G382PC型号的变送器。
4.根据权利要求3所述的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测系统，其特征在于，所述的微处理器（3）为STM32F429型号的处理器。
5.一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：氢氧燃料电池反应仓内垂直等间距放置若干PH传感装置，采集相应位置的PH值；
S2：将S1中采集到的PH值进行模数转换，转成为数字信号，并进行存储；
S3：将S2中得到的数字信号进行内插数据处理，并传送至上位机进行图形化显示。
6.根据权利要求5所述的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述的PH传感装置包括PH传感器，以及与PH传感器连接的PH变送器。
7.根据权利要求5或6所述的一种用于氢氧燃料电池的PH实时检测方法，其特征在于，步骤S3中，采用Kriging算法进行内插数据处理。
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