CN112903282A - 铅酸蓄电池开闭阀检测系统及用其检测开闭阀压力的方法 - Google Patents
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Abstract
铅酸蓄电池开闭阀检测系统，包括气泵、数字压力表、气管、被测阀控铅酸蓄电池、气压自动记录仪、自动控制仪。数字压力表由显示器、压力表主体、截止阀、流量计、进气管、出气管按序相连构成。显示器用以显示被测阀控铅酸蓄电池内的气压增大速率和实际气压值。气压自动记录仪、气泵、数字压力表和自动控制仪电连接。气泵在自动控制仪的控制下以稳定的增压速率给气管增压供气。利用铅酸蓄电池开闭阀检测系统检测阀控式铅酸蓄电池开闭阀压力包含以下几个步骤：装好被测阀控铅酸蓄电池；打开气泵供气；被测阀控铅酸蓄电池开阀时停止供气并记下相应开阀压力；当气管内的气压的变小速率等于0时，被测阀控铅酸蓄电池进入闭阀状态，记下闭阀压力值。
Description
技术领域
本发明涉及阀控式铅酸蓄电池开闭阀检测方法及相应的检测阀控式铅酸蓄电池开闭阀压力的系统。
背景技术
阀控铅酸蓄电池的充放电为电化学反应，往往都伴随着放热。特别是当蓄电池在充电时，在充电中后期内部的反应中，正负极会析出氢气和氧气导致电池内部压力增大，且伴随放热，如果此时没有安全阀的打开，释放出过多的气体，则会导致蓄电池发生热失控、鼓胀的现象。所以为了保证蓄电池的安全，安全阀保持一个合适的开阀、闭阀压力是十分重要的。此时就牵涉到合适的开阀、闭阀压力值设定问题，为此在国标GB/T 22199.1-2017《电动助力车用阀控式铅酸蓄电池》中，给出了一种开闭阀压力的检测方法及相关装置。但其给出的实验中，使用的是U型汞柱压力计，是需要把相关构件放置在液体中通过目测电池是否冒泡来人工测记压力操作的，试验操作者的操作要求较高：如果开始气泵气压过高，容易导致U型汞柱里的汞喷出，从而污染试验环境、危害实验人员。而且通过目测电池冒泡来手动开/关阀门来得到气压参数，因操作滞后性还存在测得的数值误差值偏高的问题，对试验结果的不确定性大大增加。实际上，以“电池”、“开闭阀”为发明名称，以“检测”为关键词可以检测得到136篇相关专利文献，但如果把关键词改为“检测”、“压力”，则检测结果为0，这说明目前还没有除利用U型汞柱压力计以外的检测阀控式铅酸蓄电池的开阀、闭阀压力的方法和装置存在。
发明内容
本发明的主要发明目的，是提供一种新的阀控式铅酸蓄电池开闭阀检测方法及测量系统，利用这种新的阀控式铅酸蓄电池开闭阀检测方法及测量系统，可以获得误差比较小的开阀、闭阀气压参数。
本发明所用的技术方案是：一种铅酸蓄电池开闭阀检测系统，包括气泵、数字压力表、气管、被测阀控铅酸蓄电池、气压自动记录仪、自动控制仪；
数字压力表由显示器、压力表主体、截止阀、流量计、进气管、出气管按序相连构成。显示器用以显示被测阀控铅酸蓄电池内的气压增大速率和实际气压值；
气泵的出气口和进气管的进气口密封连通。出气管的出气口和气管的进气口密封连通。气管的出气口和被测阀控铅酸蓄电池的内部密封连通；
气压自动记录仪自动记录压力表主体测得的气管内的气压；
气压自动记录仪、气泵、数字压力表和自动控制仪电连接。气泵在自动控制仪的控制下以稳定的增压速率给气管增压供气。
这里需要注意的是，气泵给气管供气时是以一个较低且稳定的增压速率给气管增压供气的。利用本申请的检测系统检测被测阀控铅酸蓄电池的开阀、闭阀气压参数时，被测阀控铅酸蓄电池不必放入相关液体中，给气管输气和停止给气管输气时间、相关开阀压力的大小及闭阀后压力的大小都由铅酸蓄电池开闭阀自身检测系统自动判断，自动控制仪会气压自动记录仪记录把相关数据自动记录下来以便试验后进行分析判断，因此整个检测过程自动化程度高，也不会有因汞喷出U型汞柱而污染环境、损害试验操作者身体健康的风险存在，同时大大提高了作业效率和数据精度。
作为优选，稳定的增压供气的增压速率小于等于5kPa/s。本优选方案，增压供气速率合理。
利用本发明检测铅酸蓄电池开闭阀情况时，被测阀控铅酸蓄电池不必浸入液体内，整个检测过程自动化水平高，还不会有利用U型汞柱来检测阀控铅酸蓄电池而可能会出现的污染环境、损害试验操作者身体健康的风险存在，同时大大提高了作业效率和数据精度，因此是非常优秀的一种检测铅酸蓄电池开闭阀情况的装置。
利用铅酸蓄电池开闭阀检测系统检测铅酸蓄电池开闭阀压力的方法的步骤如下：
1.在温度为25℃±5℃的环境中，把已完全充电的阀控铅酸蓄电池作为被测阀控铅酸蓄电池放置在铅酸蓄电池开闭阀检测系统中和气管的出气口密封连接好；
2.打开气泵，通过流量计自动调节以一个稳定的增压速率对被测阀控铅酸蓄电池内部持续增压供气，数字压力表中的显示器同时显示被测阀控铅酸蓄电池内的气压增大速率和实际气压值，气压自动记录仪自动记录压力表主体测得的气管内的气压及气管内的气压的变化速率；
3.当压力表主体测得的气压增加速率突然降低时，此刻压力表主体测得的气管内的压力就是被测阀控铅酸蓄电池的处于开阀时刻的内部气压，此时自动控制仪会控制截止阀关闭，气压自动记录仪记录下被测阀控铅酸蓄电池的开阀压力P1；
4.随着被测阀控铅酸蓄电池的处于开阀时间的延长，压力表主体测得的气管内的气压值也逐渐减小，相应的气管内的气压的变小速率也逐渐减小，当气管内的气压的变小速率等于0时，此时被测阀控铅酸蓄电池进入闭阀状态，气压自动记录仪记录下此时气管内的气压值P2即被测阀控铅酸蓄电池的闭阀压力值。
作为优选，打开气泵后，通过流量计自动调节以小于等于5kPa/s稳定的增压速率对被测阀控铅酸蓄电池内部持续加压供气。本优选方案，增压供气速率合理。
如上所述，由于本发明系利用被测阀控铅酸蓄电池自动开闭阀功能检测和记录被测阀控铅酸蓄电池的开闭阀压力的，从而可有效避免人工判断和记录带来记录数据精度差的问题。另外，由于无需借用U型汞柱压力计，还不会有污染环境和损害试验工作人员身体健康的风险存在。因此，利用铅酸蓄电池开闭阀检测系统检测被测阀控铅酸蓄电池的开闭阀压力的方法是一种非常优秀的阀控铅酸蓄电池的开闭阀压力检测方法。
附图说明
图1：本发明的结构示意图；
图2：数字压力表的结构示意图；
图中：气泵1、数字压力表2、显示器2.1、压力表主体2.2、截止阀2.3、流量计2.4、进气管2.5、出气管2.6、气管3、被测阀控铅酸蓄电池4。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
铅酸蓄电池开闭阀检测系统实施例：
如图1、图2所示，铅酸蓄电池开闭阀检测系统包括气泵1、数字压力表2、气管3、被测阀控铅酸蓄电池4、及图中未示出的气压自动记录仪和自动控制仪。
数字压力表2由显示器2.1、压力表主体2.2、截止阀2.3、流量计2.4、进气管2.5、出气管2.6按序相连构成。显示器2.1用以显示被测阀控铅酸蓄电池4内的气压增大速率和实际气压值。气泵1的出气口和进气管5的进气口密封连通；出气管2.6的出气口和气管3的进气口密封连通，气管3的出气口和被测阀控铅酸蓄电池4的内部密封连通。气压自动记录仪自动记录压力表主体2.2测得的气管3内的气压。气压自动记录仪、气泵1、数字压力表2和自动控制仪电连接。检测时，气泵1在自动控制仪的控制下以一个稳定的增压速率给气管(3)增压供气，这个较低的增压速率优选为2kPa/s。
利用铅酸蓄电池开闭阀检测系统检测铅酸蓄电池开闭阀压力的方法的步骤如下：
1.在温度为25℃±5℃的环境中，把已完全充电的阀控铅酸蓄电池作为被测阀控铅酸蓄电池4放置在铅酸蓄电池开闭阀检测系统中和气管3的出气口密封连接好；此时被测阀控铅酸蓄电池4内部的气压与气管3内的气压相同，均为一个大气压，数字压力表2显示的气压为0，流量计2.4显示的流量为0；2.打开气泵1，通过流量计2.4自动调节以2kPa/s稳定的增压速率对被测阀控铅酸蓄电池4内部持续增压供气，数字压力表2中的显示器2.1同时显示被测阀控铅酸蓄电池4内的气压增大速率【记为M，即M＝2kPa/s】和实际气压值【记为Pm，Pm＝M×s】，气压自动记录仪自动记录压力表主体2.2测得的气管3内的气压及气管3内的气压的变化速率；
3.当压力表主体2.2测得的气压增加速率突然降低时，此刻压力表主体2.2测得的气管3内的压力P1-1【单位为kPa】就是被测阀控铅酸蓄电池4的处于开阀时刻的内部气压，此时自动控制仪会控制截止阀2.3关闭，气压自动记录仪会记录下被测阀控铅酸蓄电池4的开阀压力P1。需要注意的是，当气压增加至被测阀控铅酸蓄电池安全阀开阀时，因为气泵是匀速为铅酸蓄电池开闭阀检测系统提供压力，所以在安全阀开阀时，会有部分气压随着开阀被排出，那么此时压力表主体实际显示的压力值P1-2会小于实际的压力值Pm，且流量计显示的流量也小于实际的流量M。当铅酸蓄电池开闭阀检测系统监测到同时出现上述两种情况时，则认为此时被测阀控铅酸蓄电池的安全阀打开了，被测阀控铅酸蓄电池就会自动关闭2.3截止阀以停止气泵的供气。并且记录下打开气泵至关闭气泵的花费的时间s1【单位为s，即秒】及压力表主体测得的压力P1-2【单位为kPa】。然后按照下列公式对被测阀控铅酸蓄电池4的安全阀开阀气压进行计算：
P1-1＝M×(s1-1)。。。。。。【1】
4.随着被测阀控铅酸蓄电池4的处于开阀时间的延长，压力表主体2.2测得的气管3内的气压值也逐渐减小，相应的气管3内的气压的变小速率也逐渐减小，当气管3内的气压的变小速率等于0时，此时被测阀控铅酸蓄电池4处于闭阀状态，气压自动记录仪记录下此时气管内的气压值P2即被测阀控铅酸蓄电池4的闭阀压力值。
以下选取一只阀控铅酸蓄电池作为被测阀控铅酸蓄电池，分别按国标推荐的检测方法【即使用U型汞柱压力计的方法，下面检测老检测方法】和本发明的检测方法对【以下简称新检测方法】被测蓄电池进行相应的检测获得如下对比表：
表1：按国标推荐的检测方法检测获得的检测数据：
表2：按本发明公开的的检测方法检测获得的检测数据：
根据表1的检测数据，可得出新老检测方法的开闭阀检测结果的离散性数值差异：
表3：按国标推荐的检测方法和本发明公开的的检测方法检测获得的检测数据的离散性数值对比表：
| 检测方法 | 开阀极差 | 闭阀极差 | 开阀标准偏差 | 闭阀标准偏差 |
| 老检测方法 | 11 | 10 | 3.58 | 3.69 |
| 新检测方法 | 4 | 5 | 1.25 | 1.35 |
根据上述的检测结果对比，可得新的开闭阀试验检测方法，在检测结果的离散性方面也要优于老检测方法。
以上所述之具体实施例仅为本发明较佳的实施方式，而并非以此限定本发明的具体实施结构和实施范围。事实上，依据本发明所述之形状、结构和设计目的也可以作出一些等效的变化。因此，凡依照本发明所述之形状、结构和设计目的所作出的一些等效变化理应均包含在本发明的保护范围内，也即这些等效变化都应该受到本发明的保护。
Claims (4)
1.一种铅酸蓄电池开闭阀检测系统，其特征是：包括气泵(1)、数字压力表(2)、气管(3)、被测阀控铅酸蓄电池(4)、气压自动记录仪、自动控制仪；
数字压力表(2)由显示器(2.1)、压力表主体(2.2)、截止阀(2.3)、流量计(2.4)、进气管(2.5)、出气管(2.6)按序相连构成；显示器(2.1)用以显示被测阀控铅酸蓄电池(4)内的气压增大速率和实际气压值；
气泵(1)的出气口和进气管(5)的进气口密封连通；出气管(2.6)的出气口和气管(3)的进气口密封连通，气管(3)的出气口和被测阀控铅酸蓄电池(4)的内部密封连通；
气压自动记录仪自动记录压力表主体(2.2)测得的气管(3)内的气压；
气压自动记录仪、气泵(1)、数字压力表(2)和自动控制仪电连接；气泵(1)在自动控制仪的控制下以一个稳定的增压速率给气管(3)增压供气。
2.根据权利要求2所述的铅酸蓄电池开闭阀检测系统，其特征是：稳定的增压供气的增压速率小于等于5kPa/s。
3.利用铅酸蓄电池开闭阀检测系统检测铅酸蓄电池开闭阀压力的方法，其特征是：
(1)在温度为25℃±5℃的环境中，把已完全充电的阀控铅酸蓄电池作为被测阀控铅酸蓄电池(4)放置在铅酸蓄电池开闭阀检测系统中和气管(3)的出气口密封连接好；
(2)打开气泵(1)，通过流量计(2.4)自动调节以一个稳定的增压速率对被测阀控铅酸蓄电池(4)内部持续增压供气，数字压力表(2)中的显示器(2.1)同时显示被测阀控铅酸蓄电池(4)内的气压增大速率和实际气压值，气压自动记录仪自动记录压力表主体(2.2)测得的气管(3)内的气压及气管(3)内的气压的变化速率；
(3)当压力表主体(2.2)测得的气压增加速率突然降低时，此刻压力表主体(2.2)测得的气管(3)内的压力就是被测阀控铅酸蓄电池(4)的处于开阀时刻的内部气压，此时自动控制仪会控制截止阀(2.3)关闭，气压自动记录仪记录下的压力即被测阀控铅酸蓄电池(4)的开阀压力P1；
(4)随着被测阀控铅酸蓄电池(4)的处于开阀时间的延长，压力表主体(2.2)测得的气管(3)内的气压值也逐渐减小，相应的气管(3)内的气压的变小速率也逐渐减小，当气管(3)内的气压的变小速率等于0时，此时被测阀控铅酸蓄电池(4)处于闭阀状态，气压自动记录仪记录下此时气管内的气压值P2即被测阀控铅酸蓄电池(4)的闭阀压力值。
4.根据权利要求3所述的铅酸蓄电池开闭阀检测系统，其特征是：打开气泵(1)后，通过流量计(2.4)自动调节以小于等于5kPa/s的一个稳定的增压速率对被测阀控铅酸蓄电池内部持续加压供气。
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