CN112201815B - 一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块 - Google Patents

一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括水箱、筒体、混合箱、第一水泵和加热筒，所述筒体内壁底部的两侧均固定连接有支撑腿，所述水箱内壁右侧的顶部固定连接有固定板，且固定板的底部固定连接有液位传感器，所述水箱的左侧固定连接有外壳，且外壳内壁底部的背面固定连接有电源模块，所述外壳内壁底部的中部固定连接有中央处理器，本发明涉及氢燃料电池电堆测试仪技术领域。该大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，通过固定板的底部固定连接有液位传感器，液位传感器对水箱中的水位进行实时检测，减轻了测试人员的工作量，能够及时对水箱中的水进行补充，使得加热过程不易中断，保证加湿不会中断。

Description

一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块
技术领域
本发明涉及氢燃料电池电堆测试仪技术领域，具体为一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块。
背景技术
氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，燃料电池对环境无污染，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式(最典型的传统后备电源方案)，燃烧会释放像COX、NOX、SOX气体和粉尘等污染物，如上所述，燃料电池只会产生水和热，如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等)，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程，燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，相当于人们正常交谈的水平，这使得燃料电池适合于室内安装，或是在室外对噪声有限制的地方。
目前为了提高电堆测试仪的性能，一般对电堆测试仪内部进行加湿，在使用蒸汽加湿方式的过程中，通过人工对水箱中的水位进行查看，增加了测试人员的工作量，使得不能及时对水箱中的水进行补充，容易导致加湿中断，影响电堆测试仪的测试性能，且对水进行加热时，一般通过加热板进行加热，加热速度慢，加热效率低，产生蒸汽较慢。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，解决了不能及时对水箱中的水进行补充，容易导致加湿中断，影响电堆测试仪的测试性能，且对水进行加热时，一般通过加热板进行加热，加热速度慢，加热效率低，产生蒸汽较慢的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括水箱、筒体、混合箱、第一水泵和加热筒，所述筒体内壁底部的两侧均固定连接有支撑腿，所述水箱内壁右侧的顶部固定连接有固定板，且固定板的底部固定连接有液位传感器，所述水箱的左侧固定连接有外壳，且外壳内壁底部的背面固定连接有电源模块，所述外壳内壁底部的中部固定连接有中央处理器，所述外壳内壁底部的正面固定连接有数据比较器，所述外壳的正面固定连接有按键，所述水箱内壁左侧的顶部固定连接有连通管，所述连通管的顶端贯穿水箱并延伸至水箱的外部，所述连通管延伸至水箱外部的一端与第一水泵的出水口相连通，且第一水泵的进水口连通有进水管，所述水箱的顶部活动连接有箱盖，且箱盖的顶部固定连接有手柄，所述加热筒的外表面缠绕有电磁线圈。
优选的，所述筒体的顶部通过支撑板固定连接有第二水泵，且第二水泵的进水口连通有抽水管，所述抽水管远离第二水泵的一端与水箱右侧的底部相连通，所述第二水泵的出水口连通有出水管。
优选的，所述支撑腿远离筒体内壁底部的一端与加热筒的底部固定连接，所述出水管远离第二水泵的一端依次贯穿筒体和加热筒并延伸至加热筒的内部。
优选的，所述加热筒右侧的顶部连通有出气管，所述出气管远离加热筒的一端贯穿筒体并延伸至筒体的外部，所述出气管延伸至筒体外部的一端与混合箱底部的左侧相连通，所述混合箱左侧的顶部连通有进气管，所述进气管的右端贯穿混合箱并延伸至混合箱的内部。
优选的，所述混合箱的右侧固定连接有矩形框，且矩形框内壁的底部固定连接有电机，所述电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆，所述转动杆远离电机的一端贯穿混合箱并延伸至混合箱的内部，所述转动杆延伸至混合箱内部的一端与混合箱内壁的左侧转动连接，所述转动杆表面的顶部与底部均固定连接有旋转叶片。
优选的，所述混合箱顶部的右侧连通有加湿管，所述抽水管的左侧固定连接有第一流量控制器，所述加湿管的顶部固定连接有第二流量控制器。
优选的，所述液位传感器的输出端通过导线与数据比较器的输入端电性连接，且数据比较器的输出端通过导线与反馈模块的输入端电性连接，所述反馈模块的输出端通过导线与中央处理器的输入端电性连接，所述中央处理器的输出端通过导线与第一水泵的输入端电性连接。
优选的，所述中央处理器的输出端通过导线与数据比较器的输入端电性连接，所述中央处理器的输入端通过导线与按键的输出端电性连接，所述按键的输入端通过导线与电源模块的输出端电性连接，所述电源模块的输出端通过导线与液位传感器的输入端电性连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，通过固定板的底部固定连接有液位传感器，水箱的左侧固定连接有外壳，且外壳内壁底部的背面固定连接有电源模块，外壳内壁底部的中部固定连接有中央处理器，外壳内壁底部的正面固定连接有数据比较器，外壳的正面固定连接有按键，水箱内壁左侧的顶部固定连接有连通管，连通管的顶端贯穿水箱并延伸至水箱的外部，连通管延伸至水箱外部的一端与第一水泵的出水口相连通，且第一水泵的进水口连通有进水管，液位传感器对水箱中的水位进行实时检测，减轻了测试人员的工作量，能够及时对水箱中的水进行补充，使得加热过程不易中断，保证加湿不会中断。
(2)、该大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，通过支撑腿远离筒体内壁底部的一端与加热筒的底部固定连接，加热筒的外表面缠绕有电磁线圈，采用电磁线圈加热的方式代替加热板加热的方式，使得加热速度更快，产生蒸汽较快，提高了加热效率。
(3)、该大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，通过矩形框内壁的底部固定连接有电机，电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆，转动杆远离电机的一端贯穿混合箱并延伸至混合箱的内部，转动杆延伸至混合箱内部的一端与混合箱内壁的左侧转动连接，转动杆表面的顶部与底部均固定连接有旋转叶片，蒸汽与外部气体进行混合的过程中，通过旋转叶片转动进行扰流，使得混合更加均匀，然后通过加湿管进入电堆测试仪内部进行加湿。
附图说明
图1为本发明结构的立体图；
图2为本发明结构的剖视图；
图3为本发明加热筒结构的剖视图；
图4为本发明外壳结构的剖视图；
图5为本发明系统的结构原理框图。
图中，1水箱、2筒体、3混合箱、4第一水泵、5加热筒、6支撑腿、7固定板、8液位传感器、9外壳、10电源模块、11中央处理器、12数据比较器、13按键、14连通管、15进水管、16箱盖、17手柄、18电磁线圈、19第二水泵、20抽水管、21出水管、22出气管、23进气管、24矩形框、25电机、26转动杆、27旋转叶片、28加湿管、29第一流量控制器、30第二流量控制器、31反馈模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
请参阅图1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括水箱1、筒体2、混合箱3、第一水泵4和加热筒5，筒体2内壁设置有保温层，使得热量不易流失，混合箱3顶部的右侧连通有加湿管28，抽水管20的左侧固定连接有第一流量控制器29，加湿管28的顶部固定连接有第二流量控制器30，第一流量控制器29与第二流量控制器30均用于对于气体或液体的质量流量进行精密测量和控制，第一流量控制器29与第二流量控制器30的型号均为DF-200，混合箱3的右侧固定连接有矩形框24，且矩形框24内壁的底部固定连接有电机25，电机25通过外部控制机构进行控制，外部控制机构设置为计算机设备，电机25的型号为Y90S-2，电机25输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆26，转动杆26远离电机25的一端贯穿混合箱3并延伸至混合箱3的内部，转动杆26延伸至混合箱3内部的一端与混合箱3内壁的左侧转动连接，转动杆26表面的顶部与底部均固定连接有旋转叶片27，旋转叶片27设置有多组，加热筒5右侧的顶部连通有出气管22，出气管22远离加热筒5的一端贯穿筒体2并延伸至筒体2的外部，出气管22延伸至筒体2外部的一端与混合箱3底部的左侧相连通，混合箱3左侧的顶部连通有进气管23，进气管23的右端贯穿混合箱3并延伸至混合箱3的内部，筒体2的顶部通过支撑板固定连接有第二水泵19，第二水泵19通过外部控制机构进行控制，第二水泵19的型号为150QJ10，且第二水泵19的进水口连通有抽水管20，抽水管20远离第二水泵19的一端与水箱1右侧的底部相连通，第二水泵19的出水口连通有出水管21，筒体2内壁底部的两侧均固定连接有支撑腿6，支撑腿6远离筒体2内壁底部的一端与加热筒5的底部固定连接，出水管21远离第二水泵19的一端依次贯穿筒体2和加热筒5并延伸至加热筒5的内部，水箱1内壁右侧的顶部固定连接有固定板7，且固定板7的底部固定连接有液位传感器8，液位传感器8的型号为L-DP601，液位传感器8的输出端通过导线与数据比较器12的输入端电性连接，且数据比较器12的输出端通过导线与反馈模块31的输入端电性连接，反馈模块31的型号为6DR4004-6J，反馈模块31的输出端通过导线与中央处理器11的输入端电性连接，中央处理器11的输出端通过导线与第一水泵4的输入端电性连接，水箱1的左侧固定连接有外壳9，且外壳9内壁底部的背面固定连接有电源模块10，电源模块10的型号为LP3906，外壳9内壁底部的中部固定连接有中央处理器11，中央处理器11的型号为ARM9，中央处理器11的输出端通过导线与数据比较器12的输入端电性连接，中央处理器11的输入端通过导线与按键13的输出端电性连接，按键13的输入端通过导线与电源模块10的输出端电性连接，电源模块10的输出端通过导线与液位传感器8的输入端电性连接，外壳9内壁底部的正面固定连接有数据比较器12，数据比较器12的型号为LM211P，外壳9的正面固定连接有按键13，水箱1内壁左侧的顶部固定连接有连通管14，连通管14的顶端贯穿水箱1并延伸至水箱1的外部，连通管14延伸至水箱1外部的一端与第一水泵4的出水口相连通，且第一水泵4的进水口连通有进水管15，进水管15与外部水源相连接，水箱1的顶部活动连接有箱盖16，且箱盖16的顶部固定连接有手柄17，加热筒5的外表面缠绕有电磁线圈18，电磁线圈18与外部电源电性连接。
工作时，启动第二水泵19，第二水泵19通过抽水管20和出水管21从水箱1中把待加热的水输送至加热筒5中，第一流量控制器29控制进水的量，同时打开电磁线圈18的电源，使电磁线圈18中通入高频的电压电流，电磁线圈18在高频电源的作用下，在筒体2内部产生涡流，从而使加热筒5内的水被加热，产生蒸汽，打开进气管23的电磁阀门，将外部气体输送至混合箱3中，关闭进气管23的电磁阀门，然后蒸汽通过出气管22进入混合箱3中，启动电机25，电机25带动转动杆26进行转动，转动杆26带动旋转叶片27进行转动，对空气进行扰流，使得蒸汽与外部空气进行混合，通过加湿管28进入电堆测试仪内部进行加湿，第二流量控制器30控制加湿气体进入的量，在此过程中，水箱1中的水通过液位传感器8进行实时检测，通过按键13将液位报警阈值输入数据比较器12中，作为比较数据，利用电源模块10分别将中央处理器11、按键13和液位传感器8进行通电，液位传感器8将检测的数值传输给数据比较器12，数据比较器12将检测的数值与液位报警阈值进行比较，反馈模块31将数据反馈给中央处理器11，数据高于报警阈值时，中央处理器11控制第一水泵4进行工作，第一水泵4通过进水管15从外部水源进行抽水，通过连通管14传输至水箱1中，自动对水箱1内进行加水。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括水箱(1)、筒体(2)、混合箱(3)、第一水泵(4)和加热筒(5)，所述筒体(2)内壁底部的两侧均固定连接有支撑腿(6)，其特征在于：所述水箱(1)内壁右侧的顶部固定连接有固定板(7)，且固定板(7)的底部固定连接有液位传感器(8)，所述水箱(1)的左侧固定连接有外壳(9)，且外壳(9)内壁底部的背面固定连接有电源模块(10)，所述外壳(9)内壁底部的中部固定连接有中央处理器(11)，所述外壳(9)内壁底部的正面固定连接有数据比较器(12)，所述外壳(9)的正面固定连接有按键(13)，所述水箱(1)内壁左侧的顶部固定连接有连通管(14)，所述连通管(14)的顶端贯穿水箱(1)并延伸至水箱(1)的外部，所述连通管(14)延伸至水箱(1)外部的一端与第一水泵(4)的出水口相连通，且第一水泵(4)的进水口连通有进水管(15)，所述水箱(1)的顶部活动连接有箱盖(16)，且箱盖(16)的顶部固定连接有手柄(17)，所述加热筒(5)的外表面缠绕有电磁线圈(18)，所述筒体(2)的顶部通过支撑板固定连接有第二水泵(19)，且第二水泵(19)的进水口连通有抽水管(20)，所述抽水管(20)远离第二水泵(19)的一端与水箱(1)右侧的底部相连通，所述第二水泵(19)的出水口连通有出水管(21)，所述加热筒(5)右侧的顶部连通有出气管(22)，所述出气管(22)远离加热筒(5)的一端贯穿筒体(2)并延伸至筒体(2)的外部，所述出气管(22)延伸至筒体(2)外部的一端与混合箱(3)底部的左侧相连通。
2.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述支撑腿(6)远离筒体(2)内壁底部的一端与加热筒(5)的底部固定连接，所述出水管(21)远离第二水泵(19)的一端依次贯穿筒体(2)和加热筒(5)并延伸至加热筒(5)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述混合箱(3)左侧的顶部连通有进气管(23)，所述进气管(23)的右端贯穿混合箱(3)并延伸至混合箱(3)的内部。
4.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述混合箱(3)的右侧固定连接有矩形框(24)，且矩形框(24)内壁的底部固定连接有电机(25)，所述电机(25)输出轴的一端通过联轴器固定连接有转动杆(26)，所述转动杆(26)远离电机(25)的一端贯穿混合箱(3)并延伸至混合箱(3)的内部，所述转动杆(26)延伸至混合箱(3)内部的一端与混合箱(3)内壁的左侧转动连接，所述转动杆(26)表面的顶部与底部均固定连接有旋转叶片(27)。
5.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述混合箱(3)顶部的右侧连通有加湿管(28)，所述抽水管(20)的左侧固定连接有第一流量控制器(29)，所述加湿管(28)的顶部固定连接有第二流量控制器(30)。
6.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述液位传感器(8)的输出端通过导线与数据比较器(12)的输入端电性连接，且数据比较器(12)的输出端通过导线与反馈模块(31)的输入端电性连接，所述反馈模块(31)的输出端通过导线与中央处理器(11)的输入端电性连接，所述中央处理器(11)的输出端通过导线与第一水泵(4)的输入端电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种大功率氢燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于：所述中央处理器(11)的输出端通过导线与数据比较器(12)的输入端电性连接，所述中央处理器(11)的输入端通过导线与按键(13)的输出端电性连接，所述按键(13)的输入端通过导线与电源模块(10)的输出端电性连接，所述电源模块(10)的输出端通过导线与液位传感器(8)的输入端电性连接。
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