CN111929211A - 一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及颗粒物浓度检测领域，尤指一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法。本方法通过滤膜捕集高压氢气中的颗粒物，利用β射线穿过滤膜，测量β射线穿过过滤前后滤膜所产生的能量衰减，根据捕集的时间和氢气流量，依据β射线能量衰减与颗粒物质量成正比的原理，从而计算出氢气中颗粒物的质量浓度；其中，本方法通过采用小孔使气体膨胀的减压阀，可以防止因减压而造成氢气中颗粒物的损失而导致测量结果的不准确，并且采用滤膜传送装置实现高压氢气中颗粒物质量浓度的自动测量；此外，为了避免由于滤膜传送装置而导致的装置气密性问题，通过在整个测量系统中通入惰性气体并保持正压状态，从而防止因氢气泄漏而导致的安全问题。
Description
技术领域
本发明涉及颗粒物浓度检测领域，尤指一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法。
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》国标GB/T 37244中规定，最大颗粒物浓度为1mg/kg，其中氢气中的颗粒物杂质不仅会对氢气供应系统的阀门造成损伤，形成早期失效的风险，同时也会堵塞的燃料电池系统中气体扩散层的微孔结构，造成燃料电池性能不可逆下降。
目前，目前检测氢气中颗粒物的方法是在现场通过滤膜采集颗粒物样品再将样品转移至实验室检测，采样及检测过程较为繁杂，周期较长。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，按照质子交换膜燃料电池用氢的质量标准进行颗粒物浓度检测，判断燃料氢气中颗粒浓度是否合格。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，包括依次连接管道接口、减压装置、流量计、尾气收集装置，其中在流量计和尾气收集装置之间还设有滤膜传送装置、探测器以及用于放射β射线源的照射装置，并且β射线源照射至探测器位置，其测量方法步骤包括如下：
S1，高压氢气通过管道接口进入到检测管道中；
S2，通过减压装置将氢气的高压降低至滤膜所能承受的范围内；
S3，氢气经过流量计后通过滤膜将颗粒物进行过滤；
S4，使用β射线源照射测量过滤氢气前和过滤氢气后的滤膜，所产生的能量衰减通过探测器测量，从而计算出氢气中颗粒物的质量浓度；
S5，过滤后的氢气通过尾气收集装置收集，而过滤后的滤膜通过滤膜传送装置进行回收。
进一步地，在S2中，减压装置采用小孔使气体膨胀的减压阀。
进一步地，在S3中，氢气通过滤膜过滤前，滤膜传送装置将滤膜传送至β射线源和探测器之间。
进一步地，整个测量系统安装在一个封闭箱体中，在箱体内通入惰性气体并且保持正压状态。
进一步地，在S4中，流量计和探测器分别把测量数据输出到显示主机，显示主机通过预设软件系统计算出氢气中颗粒物的质量浓度。
其中，所述氢气中颗粒物的质量浓度计算公式如下：ρ=m/M，其中ρ为氢气中颗粒物的浓度，单位为μg/g；m为截留在滤膜上的颗粒物质量，单位是μg；M为通过滤膜的样品气质量，单位是g。
本发明的有益效果在于：本方法通过滤膜捕集高压氢气中的颗粒物，利用β射线穿过滤膜，测量β射线穿过过滤前后滤膜所产生的能量衰减，根据捕集的时间和氢气流量，依据β射线能量衰减与颗粒物质量成正比的原理，从而计算出氢气中颗粒物的质量浓度；其中，本方法通过采用小孔使气体膨胀的减压阀，可以防止因减压而造成氢气中颗粒物的损失而导致测量结果的不准确，并且采用滤膜传送装置实现高压氢气中颗粒物质量浓度的自动测量；此外，为了避免由于滤膜传送装置而导致的装置气密性问题，通过在整个测量系统中通入惰性气体并保持正压状态，隔绝空气进入从而防止因氢气泄漏而导致的安全问题。
附图说明
图1 是本实施例的流程框图。
附图标号说明：1. 管道接口；2. 减压装置；3. 流量计；4.尾气收集装置；5.滤膜传送装置；6.探测器；7.β射线源；8.滤膜；9.显示主机。
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。
请参阅图1所示，包括依次连接管道接口1、减压装置2、流量计3、尾气收集装置4，其中在流量计3和尾气收集装置4之间还设有滤膜传送装置5、探测器6以及用于放射β射线源7的照射装置，并且β射线源7照射至探测器6位置。本发明关于一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其测量方法步骤包括如下：
S1，高压氢气通过管道接口1进入到检测管道中；
S2，通过减压装置2将氢气的高压降低至滤膜8所能承受的范围内；
S3，氢气经过流量计3后通过滤膜8将颗粒物进行过滤；
S4，使用β射线源7照射测量过滤氢气前和过滤氢气后的滤膜8，所产生的能量衰减通过探测器6测量，从而计算出氢气中颗粒物的质量浓度；
S5，过滤后的氢气通过尾气收集装置4收集，而过滤后的滤膜8通过滤膜传送装置5进行回收。
在本实施例中的S2中，减压装置2采用小孔使气体膨胀的减压阀，防止因减压而造成氢气中颗粒物的损失，而导致测量结果的不准确。其中，在S3中，氢气通过滤膜8过滤前，滤膜传送装置5将滤膜8传送至β射线源7和探测器6之间。而在S4中，流量计3和探测器6分别把测量数据输出到显示主机9，显示主机9通过预设软件系统计算出氢气中颗粒物的质量浓度。其中，所述氢气中颗粒物的质量浓度计算公式如下：ρ=m/M，其中ρ为氢气中颗粒物的浓度，单位为μg/g；m为截留在滤膜上的颗粒物质量，单位是μg；M为通过滤膜的样品气质量，单位是g。
其中，由于滤膜传送装置5而导致的装置气密性问题，可通过在整个测量系统中通入惰性气体并保持正压状态，隔绝空气进入从而防止因氢气泄漏而导致的安全问题。
需要进一步说明的是，在本实施例中流量计3采用高精度质量流量计，显示主机9采用电脑，β射线源7采用C14作为放射源；除非另有明确的规定和限定，术语“连接”“固定”“安装”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实用中的具体含义。
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 (6)
1.一种基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于：包括依次连接管道接口、减压装置、流量计、尾气收集装置，其中在流量计和尾气收集装置之间还设有滤膜传送装置、探测器以及用于放射β射线源的照射装置，并且β射线源照射至探测器位置，其测量方法步骤包括如下：
S1，高压氢气通过管道接口进入到检测管道中；
S2，通过减压装置将氢气的高压降低至滤膜所能承受的范围内；
S3，氢气经过流量计后通过滤膜将颗粒物进行过滤；
S4，使用β射线源照射测量过滤氢气前和过滤氢气后的滤膜，所产生的能量衰减通过探测器测量，从而计算出氢气中颗粒物的质量浓度；
S5，过滤后的氢气通过尾气收集装置收集，而过滤后的滤膜通过滤膜传送装置进行回收。
2.根据权利要求1所述的基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于:在S2中，减压装置采用小孔使气体膨胀的减压阀。
3.根据权利要求1所述的基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于：在S3中，氢气通过滤膜过滤前，滤膜传送装置将滤膜传送至β射线源和探测器之间。
4.根据权利要求1所述的基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于：整个测量系统安装在一个封闭箱体中，在箱体内通入惰性气体并且保持正压状态。
5.根据权利要求1所述的基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于：在S4中，流量计和探测器分别把测量数据输出到显示主机，显示主机通过预设软件系统计算出氢气中颗粒物的质量浓度。
6.根据权利要求5所述的基于β射线测量高压氢气中颗粒物含量的方法，其特征在于：所述氢气中颗粒物的质量浓度计算公式如下：ρ=m/M，其中ρ为氢气中颗粒物的浓度，单位为μg/g；m为截留在滤膜上的颗粒物质量，单位是μg；M为通过滤膜的样品气质量，单位是g。
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114486655A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-13 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于β射线分析技术的颗粒物检测方法 |
| CN117030374A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-11-10 | 一汽解放汽车有限公司 | 杂质颗粒物收集方法、装置及杂质颗粒物评价方法 |
| CN117233057A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-15 | 杭州朋谱科技有限公司 | 气体中颗粒物的检测装置和方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107280A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-06-29 | 江苏豪然喷射成形合金有限公司 | 喷射成形沉积室压力控制及过喷粉末收集系统 |
| CN104359816A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-18 | 武汉怡特环保科技有限公司 | β射线大气颗粒物监测装置 |
| CN105584975A (zh) * | 2016-02-20 | 2016-05-18 | 廖淑梅 | 一种新型高温加热消毒抑菌制药生产线 |
| CN110342014A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-18 | 佛山科学技术学院 | 一种真空包装机 |
| CN211289543U (zh) * | 2019-11-18 | 2020-08-18 | 天津市贝斯特防爆电器有限公司 | 一种智能化正压防爆系统 |
| CN111638160A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-08 | 佛山绿色发展创新研究院 | 一种高压氢气检测系统及其检测方法 |
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2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102107280A (zh) * | 2011-03-24 | 2011-06-29 | 江苏豪然喷射成形合金有限公司 | 喷射成形沉积室压力控制及过喷粉末收集系统 |
| CN104359816A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-02-18 | 武汉怡特环保科技有限公司 | β射线大气颗粒物监测装置 |
| CN105584975A (zh) * | 2016-02-20 | 2016-05-18 | 廖淑梅 | 一种新型高温加热消毒抑菌制药生产线 |
| CN110342014A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-10-18 | 佛山科学技术学院 | 一种真空包装机 |
| CN211289543U (zh) * | 2019-11-18 | 2020-08-18 | 天津市贝斯特防爆电器有限公司 | 一种智能化正压防爆系统 |
| CN111638160A (zh) * | 2020-05-27 | 2020-09-08 | 佛山绿色发展创新研究院 | 一种高压氢气检测系统及其检测方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114486655A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-13 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于β射线分析技术的颗粒物检测方法 |
| CN114486655B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-04-09 | 聚光科技(杭州)股份有限公司 | 基于β射线分析技术的颗粒物检测方法 |
| CN117030374A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-11-10 | 一汽解放汽车有限公司 | 杂质颗粒物收集方法、装置及杂质颗粒物评价方法 |
| CN117233057A (zh) * | 2023-11-16 | 2023-12-15 | 杭州朋谱科技有限公司 | 气体中颗粒物的检测装置和方法 |
| CN117233057B (zh) * | 2023-11-16 | 2024-02-09 | 杭州朋谱科技有限公司 | 气体中颗粒物的检测装置和方法 |
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