CN111638160A - 一种高压氢气检测系统及其检测方法 - Google Patents

一种高压氢气检测系统及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及气体检测领域，尤指一种高压氢气检测系统及其检测方法。包括依次连接的快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐、第二电磁阀、软管、精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀，所述三通电磁阀其中一个接口还依次连接光腔衰荡光谱仪、真空泵和气袋，所述三通电磁阀的另一个接口与静电吸附颗粒物去除装置入口连通。本发明高压氢气检测系统及检测方法，能够随时实现对加氢站或制氢厂需检测的高压氢气减压，然后再通过后续系统进行检测，通过汽车实现可移动式检测，而软管连接用于减压的部件使用方便快捷，现场检测实用性强，应用更广泛。

Description

一种高压氢气检测系统及其检测方法
技术领域
本发明涉及气体检测领域，尤指一种高压氢气检测系统及其检测方法。
背景技术
氢气是一种清洁高效的二次能源。随着氢能技术的发展以及应对越来越严峻的全球气候变化，许多发达国家都将发展氢能产业提升至国家能源战略的高度。目前，我国的氢气主要用于氨和甲醇的合成，以及炼化产品的生产，约3％的氢气作为工业气体用于治金、钢铁、电子、建材、精细化工等行业的还原气、保护气、反应气等。
随着氢能燃料电池技术的不断突破，氢能燃料电池车辆既具有传统燃油车辆的续能里程长、加注时间短的特点，又具有零碳排放优点，已逐渐成为氢能应用的一大领域。氢气作为氢能燃料电池的燃料，其品质的优劣会对氢能燃料电池的性能和寿命产生重大影响。中国节能协会发布的《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》(T/CECA-G0015—2017)中规定，最大颗粒物浓度为1mg/kg。由此可见，用于氢能燃料电池车的氢气的颗粒物浓度极低，并且需要采用重量法进行测试，测试时所需的氢气用量较大。
目前，用于氢气检测的装置都是与设备一体式设置或者体积较大无法轻易移动，使用不够方便快捷，并且一般也不会测量氢气中其他杂质的浓度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种高压氢气检测系统，实现可移动式检测，使用方便快捷，实用性强，应用更广泛。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高压氢气检测系统，包括依次连接的快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐、第二电磁阀、软管、精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀，所述三通电磁阀其中一个接口还依次连接光腔衰荡光谱仪、真空泵和气袋，所述三通电磁阀的另一个接口与静电吸附颗粒物去除装置入口连通；其中，所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵和气袋固定在车上，所述快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐、第二电磁阀通过软管与精密流量计固定，使其与车体可移动式连接。
进一步地，还包括内置在车上的控制装置，所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵分别与控制装置电连接。
其中，所述低压缓冲气罐为0.2Mpa、20L的低压缓冲气罐。
还提供了一种使用上述高压氢气检测系统的高压氢气检测方法，其检测方法步骤如下：
S1，从快速接口中注入氢气，通过减压阀将氢气进行减压，此时打开第一电磁阀，并且关闭第二电磁阀；
S2，待氢气充满低压缓冲罐时，关闭第一电磁阀，并且打开第二电磁阀；
S3，氢气经过软管进入到第一非接触式激光颗粒物计数器，检测此时氢气的颗粒物浓度，然后氢气经过静电吸附颗粒去除装置，通过静电吸附将颗粒物去除；
S4，氢气再经过第二非接触式激光颗粒物计数器，测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格；
S5，若氢气中的颗粒物浓度合格，氢气直接通过三通电磁阀进入光腔衰荡光谱仪测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵充入气袋中；若氢气中的颗粒物浓度不合格，氢气通过三通电磁阀再次导入至静电吸附颗粒物去除装置。
其中，所述快速接口与加氢站或制氢厂需检测的高压氢气出口连接。
其中，所述减压阀将氢气减压至0.2Mpa。
进一步地，颗粒物浓度不合格的氢气通过三通电磁阀再次导入至静电吸附颗粒物去除装置后，氢气再次经过第二非接触式激光颗粒物计数器，再次测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格，若不合格再重复上述步骤，直至氢气中的颗粒物浓度合格后进入光腔衰荡光谱仪测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵充入气袋中。
其中，所述杂质浓度包括硫化氢浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲酸浓度、甲醛浓度、甲烷浓度、氯化氢浓度、氨气浓度、水等杂质化合物浓度。
其中，所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵分别与车上内置的控制装置进行控制。
本发明的有益效果在于：本发明高压氢气检测系统及检测方法，通过软管连接的快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐和第二电磁阀能够随时实现对加氢站或制氢厂需检测的高压氢气减压，然后再通过后续系统进行检测，通过汽车实现可移动式检测，而软管连接用于减压的部件使用方便快捷，现场检测实用性强，应用更广泛。此外，还能测量氢气中其他杂质的浓度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标号说明：1.快速接口；2.减压阀；3.第一电磁阀；4.低压缓冲气罐；5.第二电磁阀；6.软管；7.精密流量计；8.第一非接触式激光颗粒物计数器；9.静电吸附颗粒物去除装置；10.第二非接触式激光颗粒物计数器；11.三通电磁阀；12.光腔衰荡光谱仪；13.真空泵；14.气袋。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解。
请参阅图1所示，本发明关于一种高压氢气检测系统，包括依次连接的快速接口1、减压阀2、第一电磁阀3、低压缓冲气罐4、第二电磁阀5、软管6、精密流量计7、第一非接触式激光颗粒物计数器8、静电吸附颗粒物去除装置9、第二非接触式激光颗粒物计数器10、三通电磁阀11，所述三通电磁阀11其中一个接口还依次连接光腔衰荡光谱仪12、真空泵13和气袋14，所述三通电磁阀11的另一个接口与静电吸附颗粒物去除装置9入口连通；其中，所述精密流量计7、第一非接触式激光颗粒物计数器8、静电吸附颗粒物去除装置9、第二非接触式激光颗粒物计数器10、三通电磁阀11、光腔衰荡光谱仪12、真空泵13和气袋14固定在车上，所述快速接口1、减压阀2、第一电磁阀3、低压缓冲气罐4、第二电磁阀4通过软管5与精密流量计7固定，使其与车体可移动式连接。其中，低压缓冲气罐4为0.2Mpa、20L的低压缓冲气罐4。
在本实施例中，上述高压氢气检测系统的高压氢气检测方法步骤如下：
S1，把快速接口1与加氢站或制氢厂需检测的高压氢气出口连接，然后注入氢气，通过减压阀2将氢气减压至0.2Mpa，此时打开第一电磁阀3，并且关闭第二电磁阀5；
S2，待氢气充满低压缓冲罐4时，关闭第一电磁阀3，并且打开第二电磁阀5；
S3，氢气经过软管6和精密流量计7进入到第一非接触式激光颗粒物计数器8，检测此时氢气的颗粒物浓度，然后氢气经过静电吸附颗粒去除装置9，通过静电吸附将颗粒物去除；
S4，氢气再经过第二非接触式激光颗粒物计数器8，测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格；
S5，若氢气中的颗粒物浓度合格，氢气直接通过三通电磁阀11进入光腔衰荡光谱仪12测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵13充入气袋14中；若氢气中的颗粒物浓度不合格，氢气通过三通电磁阀11再次导入至静电吸附颗粒物去除装置9。
其中，颗粒物浓度不合格的氢气通过三通电磁阀11再次导入至静电吸附颗粒物去除装置9后，氢气再次经过第二非接触式激光颗粒物计数器10，再次测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格，若不合格再重复上述步骤，直至氢气中的颗粒物浓度合格后进入光腔衰荡光谱仪12测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵13充入气袋14中。其中，所述杂质浓度包括硫化氢浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲酸浓度、甲醛浓度、甲烷浓度、氯化氢浓度、氨气浓度、水等杂质化合物浓度。
在本实施例中，还包括内置在车上的控制装置，所述精密流量计7、第一非接触式激光颗粒物计数器8、静电吸附颗粒物去除装置9、第二非接触式激光颗粒物计数器10、三通电磁阀11、光腔衰荡光谱仪12、真空泵13分别与控制装置电连接；所述精密流量计7、第一非接触式激光颗粒物计数器8、静电吸附颗粒物去除装置9、第二非接触式激光颗粒物计数器10、三通电磁阀11、光腔衰荡光谱仪12、真空泵13分别由车上内置的控制装置进行控制。需要进一步说明的是，该控制装置为内置的控制系统或控制器，通过预设的程序和参数设置实现控制监测，在此不再赘述。
需要进一步说明的是，本实施例中所提及的非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置9以及光腔衰荡光谱仪12可直接从市场上购买所得，在此不再赘述。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”“固定”等术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高压氢气检测系统，其特征在于：包括依次连接的快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐、第二电磁阀、软管、精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀，所述三通电磁阀其中一个接口还依次连接光腔衰荡光谱仪、真空泵和气袋，所述三通电磁阀的另一个接口与静电吸附颗粒物去除装置入口连通；其中，所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵和气袋固定在车上，所述快速接口、减压阀、第一电磁阀、低压缓冲气罐、第二电磁阀通过软管与精密流量计固定，使其与车体可移动式连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压氢气检测系统，其特征在于：还包括内置在车上的控制装置，所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵分别与控制装置电连接。
3.根据权利要求1所述的一种高压氢气检测系统，其特征在于：所述低压缓冲气罐为0.2Mpa、20L的低压缓冲气罐。
4.一种使用权利要求1-3中任一项所述高压氢气检测系统的高压氢气检测方法，其特征在于：其检测方法步骤如下：
S1，从快速接口中注入氢气，通过减压阀将氢气进行减压，此时打开第一电磁阀，并且关闭第二电磁阀；
S2，待氢气充满低压缓冲罐时，关闭第一电磁阀，并且打开第二电磁阀；
S3，氢气经过软管进入到第一非接触式激光颗粒物计数器，检测此时氢气的颗粒物浓度，然后氢气经过静电吸附颗粒去除装置，通过静电吸附将颗粒物去除；
S4，氢气再经过第二非接触式激光颗粒物计数器，测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格；
S5，若氢气中的颗粒物浓度合格，氢气直接通过三通电磁阀进入光腔衰荡光谱仪测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵充入气袋中；若氢气中的颗粒物浓度不合格，氢气通过三通电磁阀再次导入至静电吸附颗粒物去除装置。
5.根据权利要求4所述的一种高压氢气检测方法，其特征在于：所述快速接口与加氢站或制氢厂需检测的高压氢气出口连接。
6.根据权利要求4所述的一种高压氢气检测方法，其特征在于：所述减压阀将氢气减压至0.2Mpa。
7.根据权利要求4所述的一种高压氢气检测方法，其特征在于：颗粒物浓度不合格的氢气通过三通电磁阀再次导入至静电吸附颗粒物去除装置后，氢气再次经过第二非接触式激光颗粒物计数器，再次测量此时氢气中的颗粒物浓度是否合格，若不合格再重复上述步骤，直至氢气中的颗粒物浓度合格后进入光腔衰荡光谱仪测量氢气中杂质浓度，并且经过真空泵充入气袋中。
8.根据权利要求7所述的一种高压氢气检测方法，其特征在于：所述杂质浓度包括硫化氢浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、甲酸浓度、甲醛浓度、甲烷浓度、氯化氢浓度、氨气浓度和水的浓度。
9.根据权利要求4所述的一种高压氢气检测方法，其特征在于：所述精密流量计、第一非接触式激光颗粒物计数器、静电吸附颗粒物去除装置、第二非接触式激光颗粒物计数器、三通电磁阀、光腔衰荡光谱仪、真空泵分别与车上内置的控制装置进行控制。
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