CN116046362A - 一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及引射器技术领域，尤其提供一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置。本发明的高仿真燃料电池引射式回路系统中，氢喷模块分成两路，该形式是大功率燃料电池氢气循环路主要技术路线之一，可实现全功率覆盖；采用缓冲罐及流量控制器来模拟电堆，比传统方式更加真实，且动态特性的测量准确性更高。根据引射器进口、出口及二次流入口，为高效实现工况复现：进口采用氢喷，通过缓冲罐前段的压力传感器信息来控制压力；出口采用流量控制计，根据电堆工况的消耗量，实现电堆流量的精确闭环控制；二次流回路采用比例阀，为实现电堆进出口压力差，由于电堆进口压力已知，出口压力通过比例阀。本发明可实现高效精确闭环控制。

Description

一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置

技术领域

本发明涉及引射器技术领域，尤其涉及一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置。

背景技术

氢是零碳燃料，具有储量丰富、热值高、零污染、可存储、来源广泛等优点。氢能及其应用是化解中国能源依赖、降低碳排放实现“双碳”(碳达峰，碳中和)目标的重要路径之一。然而，燃料电池技术水平仍有待持续提高，作为八大核心技术之一氢气循环回路技术，已经逐渐从以氢气循环泵转向引射器为主的技术路线。

如何合理科学设计引射器就是目前燃料电池行业重要技术之一，其中实验测试又是引射器设计必要方法。考虑到实验测试的高费用及长周期的劣势，不少科学实验都做出一定的简化。然而在简化的过程中导致了传统的引射器测试方法有着与引射式回路真工况不够一致、工况调节困难、气体物质损耗多等问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置，以解决背景技术中的至少一个技术问题。

本发明提供一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置，所述测试方法包括以下步骤：

步骤S1：利用上位机中获取第一氢喷阀、第二氢喷阀、引流器、第三氢喷阀、流量控制器以及比例阀的目标气流压力值，根据电堆运行边界条件，确认电堆运行边界具体参数，其中电堆运行边界条件包括电堆进出口压力及消耗流量；

步骤S2：打开气瓶，气瓶将喷射出测试气体，并根据引流器中射流口的验预设气流压力值的十倍关系进行减压阀气流压力值预设，以获得目标气流压力值；

步骤S3：依次打开调压阀、流量控制器、第一氢喷阀、第二氢喷阀、第三氢喷阀以及比例阀，使得气瓶中的气流流向引流器，并根据第一压力传感器传导的压力信号观察引射器中射流口的实际压力值，当实际压力值与目标气流压力值不同时，在上位机中调整调压阀气流流速，使得实际压力值与目标气流压力值相等；

步骤S4：根据第一压力传感器、第二压力传感器及第四压力传感器传导的压力信号，记录射流口、引流口以及出气口的实际压力值，并计算引流器的引射比，并根据气瓶中测试气体与目标气体进行等效转换计算，以确认真实工况下的引射性能；

步骤S5：依次关闭气瓶、调压阀、流量控制器、第一氢喷阀、第二氢喷阀、第三氢喷阀以及比例阀，打开泄压阀，将气体排出至气体回收装置以实现泄压作业。

本发明提供一种基于干态气体的引射器性能测试方法及装置，所述测试方法还包括以下步骤：

步骤S6：上位机控制调压阀中电磁阀打开，气瓶中的气流经调压进气道加速并调整方向进入流向流道，并垂直冲击挡风杆，使得弹簧受压，从而推动挡风杆沿倾斜面垂直方向下移，使得主流孔打开部分气流沿主流孔流向主流调压道，同时挡风杆下移将带动倾斜杆移动，从而使得竖杆沿流道长度方向移动，使得流通阀打开，使得部分气流经主流调压道流向调压出气道，由于仅有部分气流流出，使得气流堆积于流道中，使得流道压强上升，到达压力电磁阀的预设值时，压力电磁阀打开，并保持打开状态，气流经流道流向调压出气道，且主流调压道气流流速大于流道的气流流速，带动整体流速上升；

步骤S7：当需要调整流速时，上位机将驱动电磁阀的输出轴向远离流道方向移动，带动挡风板移动，使得第一辅流孔和第二辅流孔打开，使得第一辅流道和第二辅流道的一端与流道连通，从而增加进入主流调压道的气流流量，从而使得主流调压道气流流速下降，使得整体气流流速下降。

为实现上述方法，本发明提供如下技术方案：

一种基于干态气体的引射器性能测试装置，包括气瓶、减压阀、调压阀、氢喷模组、流量控制模组、二次流回模组、泄压阀、气体回收装置以及上位机，减压阀的进气端通过管道与气瓶连接，调压阀的进气端与减压阀的出气端连接，调压阀的出气端设置有第一排气管道，氢喷模组通过第一排气管道与调压阀连接，流量控制模组通过管道与氢喷模组连接，二次流回模组通过管道分别与氢喷模组及流量控制模组连接，第一排气管道中部设置有第一排气口，泄压阀封闭安装于第一排气口上，且泄压阀的出气端与气体回收装置连接，上位机与氢喷模组、流量控制模组及二次流回模组均电性连接。

作为本发明的进一步改进，氢喷模组包括第一氢喷阀、第一压力传感器、第二氢喷阀、引流器以及第三氢喷阀，第一氢喷阀的一端与第一排气管道连接，第一氢喷阀的另一端上设置有第二排气管道，第一压力传感器通过第二排气管道与第一氢喷阀连接，第二氢喷阀通过管道与第一压力传感器连接，引流器包括有射流口、引流口以及出气口，射流口通过管道与第二氢喷阀连接，第二排气管道的中部开设有第二排气口，第二排气口通过管道与第三氢喷阀连接，第一氢喷阀、第一压力传感器、第二氢喷阀及第三氢喷阀与上位机电性连接。氢喷模组分成两路，采用大功率燃料电池氢气循环路线，使得本发明可实现燃料电池全功率覆盖模拟检测测试。

作为本发明的进一步改进，流量控制模组包括第二压力传感器、第三压力传感器、缓冲罐以及流量控制器，第二压力传感器的一端与出气口连接，缓冲罐包括第一进气口、第二进气口、第一出气口以及第二出气口，缓冲罐的第一进气口与第二压力传感器连接，第三压力传感器的一端与第三氢喷阀连接，另一端与第二进气口连接，第一出气口通过管道与流量控制器连接；二次流回模组包括第四压力传感器、比例阀以及流量计，第四压力传感器的一端通过管道与引流口连接，另一端通过管道与比例阀连接，流量计通过管道与第二出气口连接，第二压力传感器、第三压力传感器、流量控制器及第四压力传感器与上位机电性连接。

作为本发明的进一步改进，调压阀包括调压进气道、电磁阀、壳体、压力电磁阀、调压元件以及调压出气道，调压进气道的进气口与减压阀的出气端通过管道连接，调压进气道的顶部安装有壳体，壳体内部中空形成有流道，流道的端部侧壁安装有电磁阀，压力电磁阀安装于流道的另一端，壳体的顶端中间安装有调压部，壳体邻近压力电磁阀的一端顶部安装有调压出气道，调压出气道与流道相通，且调压出气道侧壁与调压元件侧壁固定连接。

作为本发明的进一步改进，调压进气道包括调压进气管体、进气孔以及出气孔，调压进气管体通道内设有特斯拉阀结构，特斯拉阀结构由调压进气管体的进气孔至出气孔方向单向导通。

作为本发明的进一步改进，电磁阀输出轴端面直径与流道内径相同，且电磁阀输出轴端面垂直于出气孔，电磁阀输出轴端面沿轴向凸设有挡风板，且挡风板侧壁抵持于壳体内壁，壳体顶部中间开设有主流孔，主流孔与电磁阀之间还间隔开设有第一辅流孔与第二辅流孔，且挡风板挡设于第一辅流孔与第二辅流孔底部，壳体顶部邻近压力电磁阀的一端向流道中心凸设有安装台，安装台邻近主流孔的一侧凹设形成有倾斜面，且倾斜面与调压进气道进气气流方向垂直，倾斜面上设置有弹簧。

作为本发明的进一步改进，调压元件包括安装部以及调压部，安装部的形状为直角三角形，安装部侧壁与调压出气道的侧壁固定连接，安装部底面与壳体顶面固定连接，调压部的形状为倒置的直角梯形，安装部的斜壁与调压部的斜壁固定连接，安装部的底面与壳体顶壁固定连接，安装部的侧壁与调压出气道的侧壁固定连接，安装部内部中空，形成有中空腔体，中空腔体底部内壁凸设有定位台，定位台邻近调压部的一侧凹设形成有倾斜的定位面，且定位面与倾斜面的延长方向垂直，安装部底部邻近调压部的角部处开设有第一滑孔，安装部侧壁中部开设有第二滑孔，第一滑孔与第二滑孔相对设置，中空腔体内安装有挡流杆，挡流杆包括依次连接的挡风杆、倾斜杆及竖杆，挡风杆的底面与弹簧远离倾斜面的一端固定连接，挡风杆的一端与倾斜杆的一端连接，倾斜杆穿设通过第一滑孔与第二滑孔，使得倾斜杆与挡风杆挡设于主流孔下方，倾斜杆滑动地安装于定位面上，竖杆的底面与倾斜杆另一端连接，且倾斜杆位于调压出气道内的中空管道内；调压部顶部邻近安装部的一端向调压出气道倾斜贯穿开设有主流调压道，且主流调压道经主流孔与流道连通，主流调压道与电磁阀之间还间隔开设有第一辅流道与第二辅流道，第一辅流道与第二辅流道的一端分别经第一辅流孔和第二辅流孔与流道连通，且第一辅流道与第二辅流道的另一端相通于主流调压道中。

作为本发明的进一步改进，压力电磁阀输出轴的直径与流道的内径相同，且压力电磁阀输出轴端面垂直于调压出气道内的中空管道，调压出气道邻近调压元件的一侧侧壁上开设有流通孔，流通孔与主流调压道相通，流通孔上设置有流通阀，且竖杆挡设于流通阀的下端。

作为本发明的进一步改进，本发明的有益效果如下：

1.本发明运用流量控制模组、氢喷模组、二次流回模组完成可控高效闭环控制。根据第一压力传感器、第二压力传感器及第四压力传感器传导的压力信号监测引射器射流口、引流口及出气口的测试气流压力数据，为高效实现燃料电池运行工况复现，具体包括：射流口前采用第一氢喷阀，且上位机能够通过缓冲罐第一进气口前段的第二压力传感器信息来控制压力；出气口前设置有流量控制计，根据电堆工况的消耗量，实现电堆流量的精确闭环控制；二次流回模组中设置比例阀，为实现电堆进出口压力差，由于电堆进口测试气流压力已知，引流口处的测试气流压力通过比例阀，来实现高效精确闭环控制，在精确还原燃料电池真实工况同时，还将多余实验气体集中至缓冲罐中，并回流至引射器重新参加实验。

2.在上位机中能够开关调压阀、第一氢喷阀、第二氢喷阀、第三氢喷阀以及比例阀，并根据第一压力传感器、第二压力传感器及第四压力传感器传导的压力信号进行调控，且调节简单方便，简略了操作步骤，并且在实验后对气瓶中测试气体与目标气体进行等效转换计算，运用便宜地测试气体代替成本高昂地目标气体且能够确认真实工况下的引射性能。

3.上位机控制调压阀中电磁阀打开，气瓶中的测试气流经调压进气道加速并调整方向进入流道，并垂直冲击挡风杆，并推动挡风杆沿倾斜面垂直方向下移动，使得主流孔打开部分测试气流沿主流孔流向主流调压道，同时流通阀打开，使得部分测试气流经主流调压道流向调压出气道，由于仅有部分测试气流流出，使得测试气流堆积于流道中，使得流道压强上升并提升主流调压道处测试气流流速，当到达压力电磁阀的预设值时，压力电磁阀打开，并保持打开状态，测试气流经流道流向调压出气道，且主流调压道中的测试气流流速大于流道的测试气流流速，带动主流调压道中整体流速上升。

4.当需要调整测试气流流速时，上位机将驱动电磁阀的输出轴向远离流道方向移动，带动挡风板移动，使得第一辅流孔和第二辅流孔打开，使得第一辅流道和第二辅流道的一端与流道连通，从而增加进入主流调压道的测试气流流量，从而使得主流调压道中的测试气流流速下降，使得整体气流流速下降。

附图说明

图1为一种基于干态气体的引射器性能测试方法的测试流程图。

图2为一种基于干态气体的引射器性能测试装置流程图。

图3为本发明中调压阀剖面图。

图4为图3中A处的放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图2，一种基于干态气体的引射器性能测试装置，其包括气瓶1、减压阀2、调压阀3、氢喷模组4、流量控制模组5、二次流回模组6、泄压阀7、气体回收装置8以及上位机(图未示)，减压阀2的进气端通过管道与气瓶1连接，调压阀3的进气端与减压阀2的出气端连接，调压阀3的出气端设置有第一排气管道38，氢喷模组4通过第一排气管道38与调压阀3连接，流量控制模组5通过管道与氢喷模组4连接，二次流回模组6通过管道分别与氢喷模组4及流量控制模组5连接，第一排气管道38中部设置有第一排气口39，泄压阀7封闭安装于第一排气口39上，且泄压阀7的出气端与气体回收装置8连接，上位机与氢喷模组4、流量控制模组5及二次流回模组6均电性连接。

氢喷模组4包括第一氢喷阀41、第一压力传感器45、第二氢喷阀42、引流器43以及第三氢喷阀44，第一氢喷阀41的一端与第一排气管道38连接，第一氢喷阀41的另一端上设置有第二排气管道46，第一压力传感器45通过第二排气管道46与第一氢喷阀41连接，第二氢喷阀42通过管道与第一压力传感器45连接，引流器43包括有射流口431、引流口432以及出气口433，射流口431通过管道与第二氢喷阀42连接，第二排气管道46的中部开设有第二排气口47，第二排气口47通过管道与第三氢喷阀44连接，第一氢喷阀41、第一压力传感器45、第二氢喷阀42及第三氢喷阀44与上位机电性连接。

流量控制模组5包括第二压力传感器51、第三压力传感器54、缓冲罐52以及流量控制器53，第二压力传感器51的一端与出气口433连接，缓冲罐52包括第一进气口521、第二进气口522、第一出气口523以及第二出气口524，缓冲罐52的第一进气口521与第二压力传感器51连接，第三压力传感器54的一端与第三氢喷阀44连接，另一端与第二进气口522连接，第一出气口523通过管道与流量控制器53连接；二次流回模组6包括第四压力传感器61、比例阀62以及流量计63，第四压力传感器61的一端通过管道与引流口432连接，另一端通过管道与比例阀62连接，流量计63通过管道与第二出气口524连接，第二压力传感器51、第三压力传感器54、流量控制器53及第四压力传感器61与上位机电性连接。

如图3-4所示，调压阀3包括调压进气道31、电磁阀32、壳体33、压力电磁阀34、调压元件35以及调压出气道36，调压进气道31的进气口与减压阀2的出气端通过管道连接，调压进气道31的顶部安装有壳体33，壳体33内部中空形成有流道331，流道331的端部侧壁安装有电磁阀32，压力电磁阀34安装于流道331的另一端，壳体33的顶端中间安装有调压部35，壳体33邻近压力电磁阀34的一端顶部安装有调压出气道36，调压出气道33与流道331相通，且调压出气道33侧壁与调压元件35侧壁固定连接。

调压进气道31包括调压进气管体311、进气孔312以及出气孔313，调压进气管体311通道内设有特斯拉阀结构，特斯拉阀结构由调压进气管体311的进气孔312至出气孔313方向单向导通。

电磁阀32输出轴端面直径与流道331内径相同，且电磁阀32输出轴端面垂直于出气孔313，电磁阀32输出轴端面沿轴向凸设有挡风板321，且挡风板321侧壁抵持于壳体33内壁，壳体33顶部中间开设有主流孔332，主流孔332与电磁阀32之间还间隔开设有第一辅流孔333与第二辅流孔334，且挡风板321挡设于第一辅流孔333与第二辅流孔334底部，壳体33顶部邻近压力电磁阀34的一端向流道331中心凸设有安装台335，安装台335邻近主流孔332的一侧凹设形成有倾斜面336，且倾斜面336与调压进气道31进气气流方向垂直，倾斜面336上设置有弹簧337。

调压元件35包括安装部351以及调压部352，安装部351的形状为直角三角形，安装部351侧壁与调压出气道36的侧壁固定连接，安装部351底面与壳体33顶面固定连接，调压部352的形状为倒置的直角梯形，安装部351的斜壁与调压部352的斜壁固定连接，安装部351的底面与壳体33顶壁固定连接，安装部351的侧壁与调压出气道36的侧壁固定连接，安装部351内部中空，形成有中空腔体359，中空腔体359底部内壁凸设有定位台353，定位台353邻近调压部352的一侧凹设形成有倾斜的定位面354，且定位面354与倾斜面336的延长方向垂直，安装部351底部邻近调压部352的角部处开设有第一滑孔351a，安装部351侧壁中部开设有第二滑孔351b，第一滑孔351a与第二滑孔351b相对设置，中空腔体352内安装有挡流杆355，挡流杆355包括依次连接的挡风杆355a、倾斜杆355b及竖杆355c，挡风杆355a的底面与弹簧337远离倾斜面336的一端固定连接，挡风杆355a的一端与倾斜杆355b的一端连接，倾斜杆355b穿设通过第一滑孔351a与第二滑孔351b，使得倾斜杆355b与挡风杆355a挡设于主流孔332下方，倾斜杆355b滑动地安装于定位面354上，竖杆355c的底面与倾斜杆355b另一端连接，且倾斜杆355b位于调压出气道36内的中空管道内；调压部352顶部邻近安装部351的一端向调压出气道36倾斜贯穿开设有主流调压道356，且主流调压道356经主流孔332与流道331连通，主流调压道356与电磁阀32之间还间隔开设有第一辅流道357与第二辅流道358，第一辅流道357与第二辅流道358的一端分别经第一辅流孔333和第二辅流孔334与流道331连通，且第一辅流道357与第二辅流道358的另一端相通于主流调压道356中。

压力电磁阀34输出轴的直径与流道331的内径相同，且压力电磁阀34输出轴端面垂直于调压出气道36内的中空管道，调压出气道36邻近调压元件35的一侧侧壁上开设有流通孔361，流通孔361与主流调压道356相通，流通孔361上设置有流通阀362，且竖杆355c挡设于流通阀362的下端。

在使用时，利用上位机中获取第一氢喷阀41、第二氢喷阀42、引流器43、第三氢喷阀44、流量控制器53以及比例阀62的目标气流压力值，根据电堆运行边界条件，确认电堆运行边界具体参数，其中电堆运行边界条件包括电堆进出口压力及消耗流量，然后打开气瓶1，气瓶1将喷射出测试气体，并根据引流器43中射流口431的验预设气流压力值的十倍关系进行减压阀2气流压力值预设，以获得目标气流压力值，然后依次打开调压阀3、流量控制器53、第一氢喷阀41、第二氢喷阀42、第三氢喷阀44以及比例阀62，使得气瓶1中的气流流向引流器43，并根据第一压力传感器45传导的压力信号观察引射器43中射流口431的实际压力值，当实际压力值与目标气流压力值不同时，在上位机中调整调压阀3气流流速，使得实际压力值与目标气流压力值相等，根据第一压力传感器45、第二压力传感器51及第四压力传感器61传导的压力信号，记录射流口431、引流口432以及出气口433的实际压力值，并计算引流器43的引射比，并根据气瓶1中测试气体与目标气体进行等效转换计算，以确认真实工况下的引射性能，完成检测后依次关闭气瓶1、调压阀3、流量控制器53、第一氢喷阀41、第二氢喷阀42、第三氢喷阀44以及比例阀62，打开泄压阀7，将气体排出至气体回收装置8以实现泄压作业。

另外，上位机控制调压阀3中电磁阀32打开时，气瓶1中的气流经调压进气道31加速并调整方向进入流向流道331，并垂直冲击挡风杆355a，使得弹簧337受压，从而推动挡风杆355a沿倾斜面336垂直方向下移，使得主流孔332打开部分气流沿主流孔332流向主流调压道356，同时挡风杆355a下移将带动倾斜杆355b移动，从而使得竖杆355c沿流道331长度方向移动，使得流通阀362打开，使得部分气流经主流调压道356流向调压出气道36，由于仅有部分气流流出，使得气流堆积于流道331中，使得流道331压强上升，到达压力电磁阀34的预设值时，压力电磁阀34打开，并保持打开状态，气流经流道331流向调压出气道36，且主流调压道356气流流速大于流道331的气流流速，带动整体流速上升。

当需要调整流速时，上位机将驱动电磁阀32的输出轴向远离流道331方向移动，带动挡风板321移动，使得第一辅流孔333和第二辅流孔334打开，使得第一辅流道357和第二辅流道358的一端与流道331连通，从而增加进入主流调压道356的气流流量，从而使得主流调压道356气流流速下降，使得整体气流流速下降。

在安装时，减压阀2的进气端通过管道与气瓶1连接，调压阀3的进气端与减压阀2的出气端连接，调压阀3的出气端设置有第一排气管道38，氢喷模组4通过第一排气管道38与调压阀3连接，泄压阀7封闭安装于第一排气口39上，且泄压阀7的出气端与气体回收装置8连接，第一氢喷阀41的一端与第一排气管道38连接，第一氢喷阀41的另一端上设置有第二排气管道46，第一压力传感器45通过第二排气管道46与第一氢喷阀41连接，第二氢喷阀42通过管道与第一压力传感器45连接，射流口431通过管道与第二氢喷阀42连接，第二压力传感器51的一端与出气口433连接，第二压力传感器51的一端与出气口433连接，第一出气口523通过管道与流量控制器53连接，第二出气口524与流量计63的一端连接，流量计63的另一端与比例阀62连接，比例阀62与第四压力传感器61的一端连接，第四压力传感器61的另一端通过管道与引流口432连接，第二排气管道46的，第二排气口47通过管道与第三氢喷阀44的一端连接，第三氢喷阀44的另一端与第三压力传感器54连接，第二进气口522与第三压力传感器54连接，将第一氢喷阀41、第一压力传感器45、第二氢喷阀42、第三氢喷阀44、第二压力传感器51、第三压力传感器54、流量控制器53及第四压力传感器61与上位机电性连接。

请参阅图1，在另一实施例中，首先在确认基于干态气体的引射器性能测试装置的工况后根据电堆进口压力、电堆出口压力及电堆消耗量，确认电堆运行边界具体参数，然后打开气瓶1，然后利用调压阀3进行调压，然后在上位机中进行实验参数控制，控制操作包括依次打开流量控制器53、第一氢喷阀41、第二氢喷阀42、第三氢喷阀及比例阀62，从而进行参数控制及测试，再次测试记录射流口431、引流口432以及出气口433处的气流压力及气流流量，从而得出实验数据并完成实验，之后关闭气瓶1及调压阀3的阀门，最后打开泄压阀7，将气体排出至气体回收装置8以实现泄压作业。

有益效果：

1、运用流量控制模组5、氢喷模组4、二次流回模组6完成可控高效闭环控制。根据第一压力传感器45、第二压力传感器51及第四压力传感器61传导的压力信号监测引射器43的射流口431、引流口432及出气口433的气流压力数据，为高效实现燃料电池运行工况复现，具体包括：射流口431前设置有第一氢喷阀45，且上位机能够通过缓冲罐52中第一进气口521前段的第二压力传感器51信息来控制压力；出气口433前设置有流量控制器53，根据电堆工况的消耗量，实现电堆流量的精确闭环控制；二次流回模组6中设置比例阀62，为实现电堆进出口压力差，由于电堆进口气流压力已知，引流口432处的测试气流压力通过比例阀62，来实现高效精确闭环控制，在精确还原燃料电池真实工况同时，还将多余实验气体集中至缓冲罐52中，并回流至引射器43重新参加实验。

2、在上位机中能够开关调压阀3、第一氢喷阀41、第二氢喷阀42、第三氢喷阀44以及比例阀62，并根据第一压力传感器45、第二压力传感器51及第四压力传感器61传导的压力信号进行调控，且调节简单方便，简略了操作步骤，并且在实验后对气瓶1中测试气体与目标气体进行等效转换计算，运用便宜地测试气体代替成本高昂地目标气体且能够确认真实工况下的引射性能。

3、上位机控制调压阀3中电磁阀32打开，气瓶1中的测试气流经调压进气道31加速并调整方向进入流道331，并垂直冲击挡风杆355a，并推动挡风杆355a沿倾斜面336垂直方向下移动，使得主流孔332打开部分测试气流沿主流孔332流向主流调压道356，同时流通阀362打开，使得部分测试气流经主流调压道356流向调压出气道36，由于仅有部分测试气流流出，使得测试气流堆积于流道331中，使得流道331中的压强上升并提升主流调压道356处测试气流流速，当到达压力电磁阀34的预设值时，压力电磁阀34打开，并保持打开状态，测试气流经流道331流向调压出气道36，且主流调压道356气流流速大于流道331的测试气流流速，带动调压出气道36中整体流速上升。

4、当需要调整流速时，上位机将驱动电磁阀32的输出轴向远离流道331方向移动，带动挡风板321移动，使得第一辅流孔333和第二辅流孔334打开，使得第一辅流道357和第二辅流道358的一端与流道331连通，从而增加进入主流调压道356的气流流量，从而使得主流调压道356测试气流流速下降，使得调压出气道36中流出的测试气流流速下降。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于干态气体的引射器性能测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

步骤S1：利用上位机中获取第一氢喷阀(41)、第二氢喷阀(42)、引流器(43)、第三氢喷阀(44)、流量控制器(53)以及比例阀(62)的目标测试气流压力值，根据电堆运行边界条件，确认电堆运行边界具体参数，其中电堆运行边界条件包括电堆进出口压力及消耗流量；

步骤S2：打开气瓶(1)，气瓶(1)将喷射出测试气体，并根据引流器(43)中射流口(431)的预设测试气流压力值的十倍关系进行减压阀(2)测试气流压力值预设，以获得测试气流压力值；

步骤S3：依次打开调压阀(3)、流量控制器(53)、第一氢喷阀(41)、第二氢喷阀(42)、第三氢喷阀(44)以及比例阀(62)，使得气瓶(1)中的测试气流流向引流器(43)，并根据第一压力传感器(45)传导的压力信号观察引射器(43)中射流口(431)的实际压力值，当实际压力值与目标气流压力值不同时，在上位机中调整调压阀(3)测试气流流速，使得实际压力值与目标气流压力值相等；

步骤S4：根据第一压力传感器(45)、第二压力传感器(51)及第四压力传感器(61)传导的压力信号，记录射流口(431)、引流口(432)以及出气口(433)的实际压力值，并计算引流器(43)的引射比，并根据气瓶(1)中测试气体与目标气体进行等效转换计算，以确认真实工况下的引射性能；

步骤S5：依次关闭气瓶(1)、调压阀(3)、流量控制器(53)、第一氢喷阀(41)、第二氢喷阀(42)、第三氢喷阀(44)以及比例阀(62)，打开泄压阀(7)，将气体排出至气体回收装置(8)以实现泄压作业。

2.根据权利要求1所述的基于干态气体的引射器性能测试方法，其特征在于，所述测试方法还包括以下步骤：

步骤S6：上位机控制调压阀(3)中电磁阀(32)打开，气瓶(1)中的测试气流经调压进气道(31)加速并调整方向进入流向流道(331)，并垂直冲击挡风杆(355a)，使得弹簧(337)受压，从而推动挡风杆(355a)沿倾斜面(336)垂直方向下移，使得主流孔(332)打开部分测试气流沿主流孔(332)流向主流调压道(356)，同时挡风杆(355a)下移将带动倾斜杆(355b)移动，从而使得竖杆(355c)沿流道(331)长度方向移动，使得流通阀(362)打开，使得部分测试气流经主流调压道(356)流向调压出气道(36)，由于仅有部分测试气流流出，使得测试气流堆积于流道(331)中，使得流道(331)压强上升，到达压力电磁阀(34)的预设值时，压力电磁阀(34)打开，并保持打开状态，测试气流经流道(331)流向调压出气道(36)，且主流调压道(356)测试气流流速大于流道(331)的气流流速，带动调压出气道(36)中整体流速上升；

步骤S7：当需要调整流速时，上位机将驱动电磁阀(32)的输出轴向远离流道(331)方向移动，带动挡风板(321)移动，使得第一辅流孔(333)和第二辅流孔(334)打开，使得第一辅流道(357)和第二辅流道(358)的一端与流道(331)连通，从而增加进入主流调压道(356)的测试气流流量，从而使得主流调压道(356)中的测试气流流速下降，使得整体测试气流流速下降。

3.一种基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于，包括气瓶(1)、减压阀(2)、调压阀(3)、氢喷模组(4)、流量控制模组(5)、二次流回模组(6)、泄压阀(7)、气体回收装置(8)以及上位机，减压阀(2)的进气端通过管道与气瓶(1)连接，调压阀(3)的进气端与减压阀(2)的出气端连接，调压阀(3)的出气端设置有第一排气管道(38)，氢喷模组(4)通过第一排气管道(38)与调压阀(3)连接，流量控制模组(5)通过管道与氢喷模组(4)连接，二次流回模组(6)通过管道分别与氢喷模组(4)及流量控制模组(5)连接，第一排气管道(38)中部设置有第一排气口(39)，泄压阀(7)封闭安装于第一排气口(39)上，且泄压阀(7)的出气端与气体回收装置(8)连接，上位机与氢喷模组(4)、流量控制模组(5)及二次流回模组(6)均电性连接。

4.根据权利要求3所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：氢喷模组(4)包括第一氢喷阀(41)、第一压力传感器(45)、第二氢喷阀(42)、引流器(43)以及第三氢喷阀(44)，第一氢喷阀(41)的一端与第一排气管道(38)连接，第一氢喷阀(41)的另一端上设置有第二排气管道(46)，第一压力传感器(45)通过第二排气管道(46)与第一氢喷阀(41)连接，第二氢喷阀(42)通过管道与第一压力传感器(45)连接，引流器(43)包括有射流口(431)、引流口(432)以及出气口(433)，射流口(431)通过管道与第二氢喷阀(42)连接，第二排气管道(46)的中部开设有第二排气口(47)，第二排气口(47)通过管道与第三氢喷阀(44)连接，第一氢喷阀(41)、第一压力传感器(45)、第二氢喷阀(42)及第三氢喷阀(44)与上位机电性连接。

5.根据权利要求4所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：流量控制模组(5)包括第二压力传感器(51)、第三压力传感器(54)、缓冲罐(52)以及流量控制器(53)，第二压力传感器(51)的一端与出气口(433)连接，缓冲罐(52)包括第一进气口(521)、第二进气口(522)、第一出气口(523)以及第二出气口(524)，缓冲罐(52)的第一进气口(521)与第二压力传感器(51)连接，第三压力传感器(54)的一端与第三氢喷阀(44)连接，另一端与第二进气口(522)连接，第一出气口(523)通过管道与流量控制器(53)连接；二次流回模组(6)包括第四压力传感器(61)、比例阀(62)以及流量计(63)，第四压力传感器(61)的一端通过管道与引流口(432)连接，另一端通过管道与比例阀(62)连接，流量计(63)的一端与比例阀(62)连接，流量计(63)的另一端通过管道与第二出气口(524)连接，第二压力传感器(51)、第三压力传感器(54)、流量控制器(53)及第四压力传感器(61)与上位机电性连接。

6.根据权利要求5所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：调压阀(3)包括调压进气道(31)、电磁阀(32)、壳体(33)、压力电磁阀(34)、调压元件(35)以及调压出气道(36)，调压进气道(31)的进气口与减压阀(2)的出气端通过管道连接，调压进气道(31)的顶部安装有壳体(33)，壳体(33)内部中空形成有流道(331)，流道(331)的端部侧壁安装有电磁阀(32)，压力电磁阀(34)安装于流道(331)的另一端，壳体(33)的顶端中间安装有调压部(35)，壳体(33)邻近压力电磁阀(34)的一端顶部安装有调压出气道(36)，调压出气道(33)与流道(331)相通，且调压出气道(33)侧壁与调压元件(35)侧壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：调压进气道(31)包括调压进气管体(311)、进气孔(312)以及出气孔(313)，调压进气管体(311)通道内设有特斯拉阀结构，特斯拉阀结构由调压进气管体(311)的进气孔(312)至出气孔(313)方向单向导通。

8.根据权利要求7所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：电磁阀(32)输出轴端面直径与流道(331)内径相同，且电磁阀(32)输出轴端面垂直于出气孔(313)，电磁阀(32)输出轴端面沿轴向凸设有挡风板(321)，且挡风板(321)侧壁抵持于壳体(33)内壁，壳体(33)顶部中间开设有主流孔(332)，主流孔(332)与电磁阀(32)之间还间隔开设有第一辅流孔(333)与第二辅流孔(334)，且挡风板(321)挡设于第一辅流孔(333)与第二辅流孔(334)底部，壳体(33)顶部邻近压力电磁阀(34)的一端向流道(331)中心凸设有安装台(335)，安装台(335)邻近主流孔(332)的一侧凹设形成有倾斜面(336)，且倾斜面(336)与调压进气道(31)进气气流方向垂直，倾斜面(336)上设置有弹簧(337)。

9.根据权利要求8所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：调压元件(35)包括安装部(351)以及调压部(352)，安装部(351)的形状为直角三角形，安装部(351)侧壁与调压出气道(36)的侧壁固定连接，安装部(351)底面与壳体(33)顶面固定连接，调压部(352)的形状为倒置的直角梯形，安装部(351)的斜壁与调压部(352)的斜壁固定连接，安装部(351)的底面与壳体(33)顶壁固定连接，安装部(351)的侧壁与调压出气道(36)的侧壁固定连接，安装部(351)内部中空，形成有中空腔体(359)，中空腔体(359)底部内壁凸设有定位台(353)，定位台(353)邻近调压部(352)的一侧凹设形成有倾斜的定位面(354)，且定位面(354)与倾斜面(336)的延长方向垂直，安装部(351)底部邻近调压部(352)的角部处开设有第一滑孔(351a)，安装部(351)侧壁中部开设有第二滑孔(351b)，第一滑孔(351a)与第二滑孔(351b)相对设置，中空腔体(352)内安装有挡流杆(355)，挡流杆(355)包括依次连接的挡风杆(355a)、倾斜杆(355b)及竖杆(355c)，挡风杆(355a)的底面与弹簧(337)远离倾斜面(336)的一端固定连接，挡风杆(355a)的一端与倾斜杆(355b)的一端连接，倾斜杆(355b)穿设通过第一滑孔(351a)与第二滑孔(351b)，使得倾斜杆(355b)与挡风杆(355a)挡设于主流孔(332)下方，倾斜杆(355b)滑动地安装于定位面(354)上，竖杆(355c)的底面与倾斜杆(355b)另一端连接，且倾斜杆(355b)位于调压出气道(36)内的中空管道内；调压部(352)顶部邻近安装部(351)的一端向调压出气道(36)倾斜贯穿开设有主流调压道(356)，且主流调压道(356)经主流孔(332)与流道(331)连通，主流调压道(356)与电磁阀(32)之间还间隔开设有第一辅流道(357)与第二辅流道(358)，第一辅流道(357)与第二辅流道(358)的一端分别经第一辅流孔(333)和第二辅流孔(334)与流道(331)连通，且第一辅流道(357)与第二辅流道(358)的另一端相通于主流调压道(356)中。

10.根据权利要求9所述的基于干态气体的引射器性能测试装置，其特征在于：压力电磁阀(34)输出轴的直径与流道(331)的内径相同，且压力电磁阀(34)输出轴端面垂直于调压出气道(36)内的中空管道，调压出气道(36)邻近调压元件(35)的一侧侧壁上开设有流通孔(361)，流通孔(361)与主流调压道(356)相通，流通孔(361)上设置有流通阀(362)，且竖杆(355c)挡设于流通阀(362)的下端。

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