CN116466041A - 一种氢气浓度检测方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢气浓度检测方法、装置及系统。方法由氢气浓度检测装置执行，包括金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元和控制单元，其中，金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元与控制单元通信连接，氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内，方法包括：通过流速检测单元获取气体流通管道内的当前气体流速值，并将当前气体流速值发送给控制单元；通过控制单元，根据当前气体流速值，控制加热单元对金属钯传感器单元进行加热；通过控制单元获取金属钯传感器单元的电阻变化值；通过控制单元根据电阻变化值确定气体流通管道内的氢气浓度值。本发明的方案能够使氢气检测的结果更加稳定。
Description
技术领域
本发明涉及气体检测技术领域，尤其涉及一种氢气浓度检测方法、装置及系统。
背景技术
氢气是一种无色无味的易爆气体，在某些大量使用氢元素的场景中需要防止氢气泄露来保证人员的安全，因此，需要在特定的场所检测空气中的氢气浓度，从而起到预警的作用。
目前较为常用的氢气浓度检测方式是使用金属钯作为电极的氢气浓度传感器。当该传感器吸附氢气后，传感器的电阻会发生变化，根据电阻变化值与氢气浓度的函数关系即可确定空气中的氢气浓度。
然而，金属钯的电阻值会受到环境温度的影响，当环境温度产生波动时，就会影响传感器的检测，导致检测结果不稳定。因此，需要一种方式来使氢气检测的结果更加稳定。
发明内容
本发明提供了一种一种氢气浓度检测方法、装置及系统，以解决环境温度产生波动时氢气浓度检测结果不稳定的问题。
根据本发明的一方面，提供了一种氢气浓度检测方法，所述方法由氢气浓度检测装置执行，所述氢气浓度检测装置包括金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元和控制单元，其中，所述金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元与所述控制单元通信连接，所述氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内，所述方法包括：
通过所述流速检测单元获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元；
通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热；
通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值；
通过所述控制单元根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
可选的，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的第一表面和第二表面，其中，所述第一表面为所述金属钯传感器单元远离所述气体流通管道管壁的表面，所述第二表面为所述金属钯传感器单元靠近所述气体流通管道管壁的表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部；
相应的，通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热，包括：
通过所述控制单元根据预设的气体流速值与控制电流值的对应关系，确定所述当前气体流速值对应的目标控制电流值；
通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值；
通过所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线加热所述金属钯传感器单元。
可选的，通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值，包括：
所述控制单元通过如下加热线公式，计算当前加热线的补偿温度值，所述公式包括：
T＝I 2 ×a×W×L×H×(K+bN)；
其中，T为所述当前加热线的补偿温度值，I为所述目标控制电流值，W为所述当前加热线的宽度，L为所述当前加热线的长度，K为所述气体流通管道内的温度设置系数，N为所述当前气体流速值与气体流通管道预设气体流速值的增加值；所述当前加热线为所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线中任意一个；a为第一温度系数，b为第二温度系数；
将所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的当前温度值调整至所述补偿温度值。
可选的，所述气体流通管道中，在所述金属钯传感器单元的对称位置以绝缘封闭的形式设置有参照金属钯传感器单元；
相应的，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值后，所述方法进一步包括：
确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
可选的，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值，包括：
通过所述控制单元确定预设的表示电阻变化值与氢气浓度变化的变化函数；
将所述电阻变化值代入所述变化函数得到所述氢气浓度值。
根据本发明的另一方面，提供了一种氢气浓度检测装置，包括：控制单元、金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元；所述金属钯传感器单元、所述加热单元和所述流速检测单元设置在气体流通管道内，所述氢气浓度检测装置与金属钯传感器单元、加热单元和流速检测单元通信连接；
所述流速检测单元，用于获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热；获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值；根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
根据本发明的另一方面，提供了一种氢气浓度检测系统，包括氢气浓度检测装置和气体流通管道；所述氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内；
所述氢气浓度检测装置，用于执行权利要求1-6中任一所述的氢气浓度检测方法。
可选的，所述系统进一步包括：参照金属钯传感器单元；
所述氢气浓度检测装置，用于确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
可选的，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的上表面和下表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部。
可选的，进一步包括：隔热单元；
所述隔热单元设置在所述气体流通管道的内壁和/或外壁。
本发明实施例的技术方案，通过设置加热单元为金属钯传感器单元加热，并根据流速检测单元的检测结果控制加热单元的温度，使金属钯传感器单元始终处于温度较为恒定的环境中，解决了金属钯传感器单元的检测结果随环境温度的变化而产生较大波动的问题，取得了使氢气浓度检测结果更稳定的有益效果。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种氢气浓度检测方法的流程图；
图2是根据本发明实施例二提供的一种金属钯传感器单元加热方法的流程图；
图3是根据本发明实施例二所适用的一种加热单元的示意图；
图4是根据本发明实施例三提供的一种电阻变化值的确定方法的流程图；
图5是根据本发明实施例四提供的一种氢气浓度检测装置的结构示意图；
图6是根据本发明实施例五提供的一种氢气浓度检测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供了一种氢气浓度检测方法的流程图，本实施例可适用于环境温度波动而导致的氢气浓度检测结果不稳定的情况，该方法可以由氢气浓度检测装置来执行，所述氢气浓度检测装置包括金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元和控制单元，其中，所述金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元与所述控制单元通信连接，所述氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内。如图1所示，该方法包括：
S110、通过所述流速检测单元获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元。
其中，气体流通管道为可能产生氢气泄露等场景下气体流通的通道，可以将流速检测单元设置在气体流通管道中，当气体在管道中流通时，由于气体的流向就只有沿着管道的一个方向，因此可以通过流速检测单元确定气体的流速值。
S120、通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热。
其中，金属钯传感器单元为以金属钯作为电极的传感器，用于检测空气中的氢气浓度，当其吸附氢气后，氢气会释放出电子，与化学吸附层中的氧离子结合，使载流子浓度发生变化，即电阻值发生变化，从而根据变化值计算氢气的实时浓度。然而金属钯除了在氢气附着时其电阻值会产生比较大的变化外，同时对环境温度也比较敏感，因此，金属钯传感器单元需要在温度相对稳定的环境下进行工作，从而消除环境温度对于金属钯传感器单元的影响，提高其测量准确度。加热单元在控制单元的控制下进行加热，使金属钯传感器单元所处的环境温度较为稳定。由于气体并不是一个静止的模型，而是一个时刻动态扩散的模型，比如当气体流动速度加快时，就会带走环境中的部分热量，使得金属钯传感器单元的检测效果受到影响。因此，根据当前气体流速值发生来控制加热单元进行加热补偿，比如在当前气体流速值增大时提高加热单元的加热温度，从而使环境温度稳定在一个合理的范围内，使其不影响金属钯传感器单元的检测结果。
S130、通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值。
其中，如前文所述，当金属钯接触到氢气后，氢气会释放出电子，与化学吸附层中的氧离子结合，使载流子浓度发生变化，金属钯的电阻值发生变化，电阻变化值即为金属钯的电阻值变化程度。
S140、通过所述控制单元根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
其中，金属钯的电阻变化值与氢气浓度的变化是相关的，且二者为变化函数的关系，因此，根据电阻变化值与氢气浓度存在的函数关系，计算出氢气浓度值。
本发明实施例的技术方案，通过设置加热单元为金属钯传感器单元加热，并根据流速检测单元的检测结果控制加热单元的温度，使金属钯传感器单元始终处于温度较为恒定的环境中，解决了金属钯传感器单元的检测结果随环境温度的变化而产生较大波动的问题，取得了使氢气浓度检测结果更稳定的有益效果。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种金属钯传感器单元加热方法的流程图，本实施例在实施例一的基础上进行优化。具体优化为：所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的第一表面和第二表面，其中，所述第一表面为所述金属钯传感器单元远离所述气体流通管道管壁的表面，所述第二表面为所述金属钯传感器单元靠近所述气体流通管道管壁的表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部；
相应的，通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热，包括：
通过所述控制单元根据预设的气体流速值与控制电流值的对应关系，确定所述当前气体流速值对应的目标控制电流值；
通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值；
通过所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线加热所述金属钯传感器单元。
如图2所示，该方法包括以下步骤：
S210、通过所述控制单元根据预设的气体流速值与控制电流值的对应关系，确定所述当前气体流速值对应的目标控制电流值。
其中，由于气体在流动时会带走检测环境中的热量，因此为了使环境温度稳定在一定范围内，需要根据气体流速值通过加热单元进行温度补偿，在一种可行的方法中，可以通过调整加热单元的控制电流值来调整加热单元的加热温度，目标控制电流值为根据当前气体流速值得到的调整加热单元的加热温度的电流值，从而实现根据气体流速的温度补偿。
S220、通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值。
其中，加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，图3为一种加热单元的示意图，第一加热线310和第二加热线320，沿着金属钯传感器单元的布置轨迹，分别设置在金属钯传感器单元330的第一表面和第二表面，补温加热线340设置在金属钯传感器单元的内部。
第一加热线和第二加热线能够保证金属钯传感器单元的两个表面的热量不会被空气流通而减少，并且能够加热金属钯传感器单元的两个表面。补温加热线设置在金属钯传感器单元的电极内部，在金属钯传感器单元的内部进行加热。为了增加金属钯传感器单元与气体的接触面积，提高检测的准确性，金属钯传感器单元设置为锯齿状。可选的，第一加热线和第二加热线同样设置为设置为锯齿状，从而增大加热线的范围。
S230、通过所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线加热所述金属钯传感器单元。
可选的，控制单元可以连接三个恒流源，三个恒流源分别连接第一加热线、第二加热线和补温加热线，控制单元控制恒流源的电流大小，从而控制第一加热线、第二加热线和补温加热线加热金属钯传感器单元。
在本申请实施例中，可选的，通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值，包括：
所述控制单元通过如下加热线公式，计算当前加热线的补偿温度值，所述公式包括：
T ＝ I2×a×W×L×H×(K+bN)；
其中，T为所述当前加热线的补偿温度值，I为所述目标控制电流值，W为所述当前加热线的宽度，L为所述当前加热线的长度，K为所述气体流通管道内的温度设置系数，N为所述当前气体流速值与气体流通管道预设气体流速值的增加值；所述当前加热线为所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线中任意一个；a为第一温度系数，b为第二温度系数。
将所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的当前温度值调整至所述补偿温度值。
其中，N的单位为m/s，为根据空气流速相对于气体流通管道的空间而得到的参数；K为密闭空间气体流通管道的温度设置系数，取值可以为20-60，第一温度系数a的取值可以为5.56，第二温度系数b的取值可以为1.3。由于第一加热线和第二加热线可以设置为锯齿状，因此长度值L在计算中会大于补温加热线。第一加热线、第二加热线和补温加热线的补偿温度值应略大于环境温度。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种电阻变化值的确定方法的流程图。本实施例为上述实施例的进一步优化，具体优化为：所述气体流通管道中，在所述金属钯传感器单元的对称位置以绝缘封闭的形式设置有参照金属钯传感器单元；
相应的，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值后，所述方法进一步包括：
确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
如图4所示，该方法包括：
S410、确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值。
其中，参照电阻值为作为参照物的参照金属钯传感器单元的电阻值，在金属钯传感器单元进行氢气浓度检测的时候，参照金属钯传感器单元绝缘封闭在气体流通管道中，不会进行氢气浓度的检测，而是用于进一步消除环境对金属钯传感器单元的干扰。
S420、在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
其中，氢气浓度值是由金属钯传感器单元的电阻变化来获得的，即使通过加热单元加热金属钯传感器单元能够很大程度的减少环境温度对检测结果的影响，但依然会存在一定误差，因此，将金属钯传感器单元的实际电阻变化值减去参照电阻值，能够得到金属钯传感器单元因为氢气浓度而改变的实际电阻变化值，使得对氢气浓度的检测更准确。
在本发明一实施例中，可选的，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值，包括：
通过所述控制单元确定预设的表示电阻变化值与氢气浓度变化的变化函数；
将所述电阻变化值代入所述变化函数得到所述氢气浓度值。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种氢气浓度检测装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：控制单元510、金属钯传感器单元520、加热单元530、流速检测单元540；所述金属钯传感器单元520、所述加热单元530和所述流速检测单元540设置在气体流通管道内，所述氢气浓度检测装置与金属钯传感器单元520、加热单元530和流速检测单元540通信连接；
所述流速检测单元540，用于获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元510；
所述控制单元510，用于根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元530对所述金属钯传感器单元520进行加热；获取所述金属钯传感器单元520的电阻变化值；根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
可选的，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的第一表面和第二表面，其中，所述第一表面为所述金属钯传感器单元远离所述气体流通管道管壁的表面，所述第二表面为所述金属钯传感器单元靠近所述气体流通管道管壁的表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部；
相应的，所述控制单元在执行根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热时，具体执行：
通过所述控制单元根据预设的气体流速值与控制电流值的对应关系，确定所述当前气体流速值对应的目标控制电流值；
通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值；
通过所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线加热所述金属钯传感器单元。
可选的，所述控制单元在执行根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值时，具体执行：
所述控制单元通过如下加热线公式，计算当前加热线的补偿温度值，所述公式包括：
T ＝ I2×a×W×L×H×(K+bN)；
其中，T为所述当前加热线的补偿温度值，I为所述目标控制电流值，W为所述当前加热线的宽度，L为所述当前加热线的长度，K为所述气体流通管道内的温度设置系数，N为所述当前气体流速值与气体流通管道预设气体流速值的增加值；所述当前加热线为所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线中任意一个；a为第一温度系数，b为第二温度系数；
将所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的当前温度值调整至所述补偿温度值。
可选的，所述气体流通管道中，在所述金属钯传感器单元的对称位置以绝缘封闭的形式设置有参照金属钯传感器单元；
相应的，所述控制单元在执行获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值后，进一步用于执行：
确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
可选的，所述控制单元在执行获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值时，具体执行：
通过所述控制单元确定预设的表示电阻变化值与氢气浓度变化的变化函数；
将所述电阻变化值代入所述变化函数得到所述氢气浓度值。
本发明实施例所提供的氢气浓度检测装置可执行本发明任意实施例所提供的氢气浓度检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图6为本申请实施例提供的一种氢气浓度检测系统的示意图，如图6所示，所述系统包括氢气浓度检测装置610和气体流通管道620；所述氢气浓度检测装置610设置在气体流通管道620内；
所述氢气浓度检测装置，用于执行上述实施例中任一所述的氢气浓度检测方法。
可选的，所述系统进一步包括：参照金属钯传感器单元；
所述氢气浓度检测装置，用于确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
可选的，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的上表面和下表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部。
可选的，所述系统进一步包括：隔热单元；所述隔热单元设置在所述气体流通管道的内壁和/或外壁。
其中，气体流通管道的材料可以选择陶瓷管道，陶瓷厚度较薄且耐热耐腐蚀，适合作为气体流通管道。陶瓷管道可以为普通的圆柱形，也可以为螺旋状的管道。加热单元可以通过陶瓷管道的外币连接控制单元。隔热单元为隔热材料层，可以设置在陶瓷管道的内壁、外壁或者在内外壁均设置隔热材料层，组织热量向外扩散。
本申请实施例通过对传统基于金属钯电极的氢气传感器的改进，使新的氢气浓度检测系统的测量结果更准确，建立恒温空间，有效的剔除环境温度因素对传感器测量结果的影响。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氢气浓度检测方法，其特征在于，所述方法由氢气浓度检测装置执行，所述氢气浓度检测装置包括金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元和控制单元，其中，所述金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元与所述控制单元通信连接，所述氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内，所述方法包括：
通过所述流速检测单元获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元；
通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热；
通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值；
通过所述控制单元根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的第一表面和第二表面，其中，所述第一表面为所述金属钯传感器单元远离所述气体流通管道管壁的表面，所述第二表面为所述金属钯传感器单元靠近所述气体流通管道管壁的表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部；
相应的，通过所述控制单元，根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热，包括：
通过所述控制单元根据预设的气体流速值与控制电流值的对应关系，确定所述当前气体流速值对应的目标控制电流值；
通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值；
通过所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线加热所述金属钯传感器单元。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述控制单元根据所述目标控制电流值，分别调整所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的温度值，包括：
所述控制单元通过如下加热线公式，计算当前加热线的补偿温度值，所述公式包括：
T ＝ I2×a×W×L×H×(K+bN)；
其中，T为所述当前加热线的补偿温度值，I为所述目标控制电流值，W为所述当前加热线的宽度，L为所述当前加热线的长度，K为所述气体流通管道内的温度设置系数，N为所述当前气体流速值与气体流通管道预设气体流速值的增加值；所述当前加热线为所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线中任意一个；a为第一温度系数，b为第二温度系数；
将所述第一加热线、所述第二加热线和所述补温加热线的当前温度值调整至所述补偿温度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气体流通管道中，在所述金属钯传感器单元的对称位置以绝缘封闭的形式设置有参照金属钯传感器单元；
相应的，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值后，所述方法进一步包括：
确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述控制单元获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值，包括：
通过所述控制单元确定预设的表示电阻变化值与氢气浓度变化的变化函数；
将所述电阻变化值代入所述变化函数得到所述氢气浓度值。
6.一种氢气浓度检测装置，其特征在于，包括：控制单元、金属钯传感器单元、加热单元、流速检测单元；所述金属钯传感器单元、所述加热单元和所述流速检测单元设置在气体流通管道内，所述氢气浓度检测装置与金属钯传感器单元、加热单元和流速检测单元通信连接；
所述流速检测单元，用于获取所述气体流通管道内的当前气体流速值，并将所述当前气体流速值发送给所述控制单元；
所述控制单元，用于根据所述当前气体流速值，控制所述加热单元对所述金属钯传感器单元进行加热；获取所述金属钯传感器单元的电阻变化值；根据所述电阻变化值确定所述气体流通管道内的氢气浓度值。
7.一种氢气浓度检测系统，其特征在于，包括氢气浓度检测装置和气体流通管道；所述氢气浓度检测装置设置在气体流通管道内；
所述氢气浓度检测装置，用于执行权利要求1-6中任一所述的氢气浓度检测方法。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：参照金属钯传感器单元；
所述氢气浓度检测装置，用于确定所述参照金属钯传感器单元的参照电阻值；
在所述金属钯传感器单元的实际电阻变化值基础上减去所述参照电阻值，得到所述电阻变化值。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述加热单元包括第一加热线、第二加热线和补温加热线，其中，所述第一加热线和第二加热线分别以锯齿状设置在所述金属钯传感器单元的上表面和下表面，所述补温加热线设置在所述金属钯传感器单元内部。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
隔热单元；
所述隔热单元设置在所述气体流通管道的内壁和/或外壁。
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| CN202310476347.2A CN116466041A (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种氢气浓度检测方法、装置及系统 |
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