CN116608408A - 合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质，其中合金储氢系统包括一路或多路充氢支路和一路或多路放氢支路；各充氢支路的输入端汇合后与充氢口管路连接，各充氢支路的输出端汇合后与合金储氢装置的内胆一侧管路连接；各放氢支路的输入端汇合后与合金储氢装置的内胆另一侧管路连接，各放氢支路的输出端汇合后与放氢口管路连接；各充氢支路上设有充氢控制电磁阀和氢气质量流量计，各放氢支路上设有放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器，各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器均通信连接控制单元。本发明能够检测合金储氢装置中剩余氢量。

Description

合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质，属于储氢技术领域。
背景技术
固态储氢由于具有体积储氢密度大、储存压力低、安全性高等优点，是颇具应用前景的储氢技术。目前，以稀土系合金、钛系合金等作为储氢材料的合金固态储氢装置已在固定式应用场景实现示范应用，如大规模可再生能源制氢基地的氢气存储、燃料电池备用电源的氢源存储等。
充氢量、放氢量和剩余氢量的精确测定对于合金储氢系统的实际使用至关重要。由于储氢合金在吸放氢过程中具有相应的吸放氢平台压，使得合金储氢系统的氢含量与氢气压力没有特定的关系，因此无法通过氢压差计算合金储氢系统的氢含量。
目前，一般通过吸放氢过程的氢气流量来计算吸放氢量和剩余氢量。申请号为201320027862.4的中国实用新型专利公布了一种金属氢化物储氢器储存/释放氢气量在线测量装置，该装置可以测量金属氢化物储氢器在充氢放氢过程中的氢气瞬时流量，从而通过积分可计算出充氢量和放氢量。申请号为201410560074.0的中国发明专利公布了一种检测金属氢化物储氢装置剩余氢量的方法和装置，该方法利用实测的氢气压力与实测的放氢量得出储氢装置内部压力和剩余氢量的关系曲线；该装置可以测量储氢装置充放氢过程的氢气瞬时流量，从而通过积分计算出充氢量和放氢量。
受限于储氢合金吸放氢热力学和动力学因素，合金储氢系统在充放氢过程中的速率是先快后慢的，因此氢气流量的波动范围很大，波动范围上限可高于1000SLM，波动范围下限可低于1SLM。由于流量计的量程上下限比为200:1，受限于流量计的工艺，现有的测试方法一般仅能测定某一限定范围内的流量，不适用于测定限定范围外的流量。
因此，本申请提出合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供合金储氢系统、剩余氢量的测量方法、装置、设备及存储介质，能够记录充氢和放氢全程的瞬时流量，以提高对合金储氢装置中剩余氢量的监测效率和检测精度。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本发明提供一种合金储氢系统，包括一路或多路充氢支路和一路或多路放氢支路；
各充氢支路的输入端汇合后与充氢口管路连接，各充氢支路的输出端汇合后与合金储氢装置的内胆一侧管路连接；
各放氢支路的输入端汇合后与合金储氢装置的内胆另一侧管路连接，各放氢支路的输出端汇合后与放氢口管路连接；
各充氢支路上设有充氢控制电磁阀和氢气质量流量计，各氢气质量流量计的计量量程呈梯度设置，其中最小梯度计量量程的下限为0；
各放氢支路上设有放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器，各氢气质量流量控制器的量程呈梯度设置，其中最小梯度量程的下限为0；
各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器均通信连接控制单元。
进一步的，所述合金储氢装置的壳体上开设有冷热循环水出口和冷热循环水入口。
进一步的，所述控制单元包括下位机，下位机一端通信连接上位机，下位机另一端通信连接各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器。
进一步的，量程梯度相邻的氢气质量流量控制器具有重叠量程。
进一步的，计量量程梯度相邻的氢气质量流量计具有重叠计量量程。
另一方面，本发明提供一种剩余氢量的测量方法，所述测量方法采用上述的合金储氢系统实现。
进一步的，所述剩余氢量的测量方法，包括：
活化合金储氢装置中的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量；
对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量；
根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
进一步的，所述活化合金储氢装置中的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量包括：
对合金储氢系统进行多次活化充氢处理和活化放氢处理，并记录每次活化充氢处理和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，直到当前次数活化放氢过程中的放氢量小于等于上次活化放氢过程中的放氢量，则活化过程完成；
累计每次活化充氢和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，以确定活化过程中的充氢量和放氢量。
进一步的，所述活化充氢处理和活化放氢处理包括：
关闭所有阀门，将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接冷源；
将充氢口(A3)连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值：
循环步骤a：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定活化充氢过程中的充氢量；
将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接热源，将放氢口(A4)接到用氢设备，打开最大量程的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使最大量程的上限与当前作业的放氢支路的瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值:
循环步骤b：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀，使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定活化放氢过程中的放氢量。
进一步的，所述对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理包括：
关闭所有阀门，将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接冷源；
将充氢口(A3)连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a2，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于第二预设值：
循环步骤a2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的充氢量；
将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接热源，将放氢口(A4)接到用氢设备，打开量程中段包含预设流量值的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b2，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于第三预设值：
循环步骤b2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的放氢量。
进一步的，所述剩余氢量包括下式：
剩余氢量＝(活化过程中的充氢量-活化过程中的放氢量)+(充氢放氢过程中的充氢量-充氢放氢过程中的放氢量)。
另一方面，本发明提供一种剩余氢量的测量装置，包括：
活化模块，用于活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量；
充氢放氢模块，用于对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量；
核算模块，用于根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
另一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的剩余氢量的测量方法。
另一方面，本发明提供一种设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如上述的剩余氢量的测量方法的操作。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明能够快速地完成充氢和放氢的过程，并能够记录充氢和放氢过程中全程的瞬时流量，以提高对合金储氢装置中剩余氢量的检测效率和检测精度。
本发明能够记录合金储氢装置活化过程中的充氢量和放氢量，还能记录活化后合金储氢装置充氢放氢过程中的充氢量和放氢量，通过活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢装置中的剩余氢量，能够提高结果的准确性。
本发明的氢气质量流量计的计量量程和氢气质量流量控制器的量程采用梯度设置，能够提高对合金储氢装置中剩余氢量的检测效率。
附图说明
图1所示为本发明合金储氢系统的一种实施例结构示意图；
图2所示为本发明剩余氢量的测量方法的一种实施例流程示意图；
图中：A、合金储氢装置，A1、冷热循环水入口，A2、冷热循环水出口，A3、充氢口，A4、放氢口，B1、下位机，B2、上位机，C1、第一充氢控制电磁阀，C2、第二充氢控制电磁阀，C3、第三充氢控制电磁阀，D1、第一氢气质量流量计，D2、第二氢气质量流量计，D3、第三氢气质量流量计，E1、第一放氢控制电磁阀，E2、第二放氢控制电磁阀，E3、第三放氢控制电磁阀，F1、第一氢气质量流量控制器，F2、第二氢气质量流量控制器，F3、第三氢气质量流量控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例介绍一种合金储氢系统。
本实施例的合金储氢系统包括一路或多路充氢支路和一路或多路放氢支路。
参考图1，各充氢支路的输入端汇合后与充氢口A3管路连接，各充氢支路的输出端汇合后与合金储氢装置的A的内胆一侧管路连接。
各放氢支路的输入端汇合后与合金储氢装置A的内胆另一侧管路连接，各放氢支路的输出端汇合后与放氢口A4管路连接。
各充氢支路上设有充氢控制电磁阀和氢气质量流量计，各氢气质量流量计的计量量程呈梯度设置，其中最小计量量程的下限为0。
应用时，最大计量量程的上限大于外置氢源的最大流量。
各放氢支路上设有放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器，各氢气质量流量控制器的量程呈梯度设置，其中最小量程的下限为0。
应用时，最大量程的上限大于合金储氢装置A放氢时的最大流量。
各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器均通信连接控制单元。
本发明能够快速地完成充氢和放氢的过程，并能够记录充氢和放氢过程中全程的瞬时流量，以提高对合金储氢装置中剩余氢量的检测效率和检测精度。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例详细介绍了一种合金储氢系统。
合金储氢装置A的壳体上开设有冷热循环水出口A2和冷热循环水入口A1，参考图1。
控制单元包括下位机B1，下位机B1一端通信连接上位机B2，下位机B1另一端通信连接各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器。
量程梯度相邻的氢气质量流量控制器具有重叠量程。
应用时，重叠量程大于等于氢气质量流量控制器量程的10％。
计量量程梯度相邻的氢气质量流量计具有重叠计量量程。
应用时，重叠计量量程大于等于氢气质量流量计计量量程的10％。
实施例3
在实施例或实施例2的基础上，本实施例详细介绍了一种合金储氢系统。
本实施例的合金储氢系统包括合金储氢装置A、下位机B1、上位机B2、充氢口A3、放氢口A4、冷热循环水入口A1、冷热循环水出口A2、第一充氢控制电磁阀C1、第二充氢控制电磁阀C2、第三充氢控制电磁阀C3、第一氢气质量流量计D1、第二氢气质量流量计D2、第三氢气质量流量计D3、第一放氢控制电磁阀E1、第二放氢控制电磁阀E2、第三放氢控制电磁阀E3、第一氢气质量流量控制器F1、第二氢气质量流量控制器F2、第三氢气质量流量控制器F3。
其中，合金储氢装置A的合金指的是稀土系、钛系、稀土镁系、钒系合金中的一种或多种。
应用时，本实施例的合金储氢系统包括3路充氢支路和3路放氢支路。各充氢支路的输入端汇合后与充氢口A3管路连接，各充氢支路的输出端汇合后与合金储氢装置的A的内胆一侧管路连接。各放氢支路的输入端汇合后与合金储氢装置A的内胆另一侧管路连接，各放氢支路的输出端汇合后与放氢口A4管路连接。
参考图1，第一充氢控制电磁阀C1和第一氢气质量流量计D1安装在同一充氢支路上，第二充氢控制电磁阀C2和第二氢气质量流量计D2安装在同一充氢支路上，第三充氢控制电磁阀C3和第三氢气质量流量计D3安装在同一充氢支路上。
应用时，本领域技术人员能够选择艾里卡特(Alicat)M系列气体质量流量计作为本实施例的氢气质量流量计：选择低量程的M-1SCCM-D或M-100SCCM-D作为第三氢气质量流量计D3；选择中量程的M-1SLPM-D或M-100SLPM-D作为第二氢气质量流量计D2；选择高量程的M-1000SLPM-D或M-5000SLPM-D作为第一氢气质量流量计D1。
参考图1，第一放氢控制电磁阀E1和第一氢气质量流量控制器F1安装在同一放氢支路上，第二放氢控制电磁阀E2和第二氢气质量流量控制器F2安装在同一放氢支路上，第三放氢控制电磁阀E3和第三氢气质量流量控制器F3安装在同一放氢支路上。
应用时，本领域技术人员能够选择艾里卡特(Alicat)MC系列气体质量流量控制器作为本实施例的氢气质量流量控制器：选择低量程的MC-1SCCM-D、MC-10SCCM-D、MC-100SCCM-D或MC-10SLPM-D作为第三氢气质量流量控制器F3；选择中量程的MCP-100SLPM-D或MCH-500SLPM-D作为第二氢气质量流量控制器F2；选择高量程的MCR-1000SLPM-D或MCRH-5000SLPM-D-PAR作为第一氢气质量流量控制器F1。
参考图1，下位机B1一端通信连接上位机B2，下位机B1另一端通信连接各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器。
应用时，下位机B1用于接收上位机B2发出的指令各控制电磁阀的开启和关闭，同时实时收集各氢气质量流量计的瞬时流量和氢气质量流量控制器的瞬时流量，并向上位机B2实时上传。
实施例4
在实施例1-3任一实施例的基础上，本实施例介绍了一种剩余氢量的测量方法。
本实施例的剩余氢量的测量方法包括，参考图2：
S1活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量。
S2对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量。
S3根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
本发明能够记录活化过程中的充氢量和放氢量，还能记录活化后充氢放氢过程中的充氢量和放氢量，通过活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢装置中的剩余氢量，能够提高结果的准确性。
实施例5
在实施例1-3任一实施例的基础上，本实施例详细介绍了一种剩余氢量的测量方法。
本实施例的剩余氢量的测量方法包括：
S1活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量。
步骤S1包括以下步骤：
对合金储氢系统进行多次活化充氢处理和活化放氢处理，并记录每次活化充氢处理和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，直到当前次数活化放氢过程中的放氢量小于等于上次活化放氢过程中的放氢量，则活化过程完成。
累计每次活化充氢和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，以确定活化过程中的充氢量和放氢量。
应用时，活化充氢处理和活化放氢处理包括：
S11关闭所有阀门，将合金储氢装置A的冷热循环水出口和入口连接冷源。
S12将充氢口A3连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀，实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值。
循环步骤a：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值。
S13响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定当前次数活化充氢过程中的充氢量。
S14将合金储氢装置A的冷热循环水出口和入口连接热源，打开最大量程的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使最大量程的上限与当前作业的放氢支路的瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值。
循环步骤b：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值。
S15响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定当前次数活化放氢过程中的放氢量。
S2对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量。
步骤S2包括以下步骤：
S21关闭所有阀门，将合金储氢装置A的冷热循环水出口和入口连接冷源。
S22将充氢口A3连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a2，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于第二预设值。
应用时，第二预设值大于等于预设值。
实际应用时，循环步骤a2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值。
S23响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的充氢量。
S24将合金储氢装置A的冷热循环水出口和入口连接热源，将放氢口A4接到用氢设备，打开量程中段包含预设流量值的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b2，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于第三预设值。
应用时，第三预设值大于等于预设值。
实际应用时，循环步骤b2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值。
S25响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的放氢量。
S3根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
应用时，剩余氢量包括下式：
剩余氢量＝(活化过程中的充氢量-活化过程中的放氢量)+(充氢放氢过程中的充氢量-充氢放氢过程中的放氢量)。
实施例6
在实施例3-5任一实施例的基础上，本实施例详细介绍了一种剩余氢量的测量方法。
S1活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量。
活化充氢时，将充氢口A3接到氢源，将冷热循环水出口A2和冷热循环水入口A1接到冷源，上位机B2通过下位机B1发出打开第一充氢控制电磁阀C1的指令，此时第一充氢控制电磁阀C1打开，其他阀门关闭，开始充氢，大流量的第一氢气质量流量计D1实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2，上位机根据第一氢气质量流量计D1的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第一氢气质量流量计D1的瞬时流量到达其量程下限，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第一充氢控制电磁阀C1和打开第二充氢控制电磁阀C2的指令，此时，由中流量的第二氢气质量流量计D2监测氢气流量，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2，上位机根据第二氢气质量流量计D2的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第二氢气质量流量计D2的瞬时流量到达其量程下限，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第二充氢控制电磁阀C2和打开第三充氢控制电磁阀C3的指令，此时，由小流量的第三氢气质量流量计D3监测氢气流量，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2。上位机B2根据瞬时流量对时间的积分得出当前次数活化充氢过程中的充氢量X0。当前次数活化充氢结束，上位机B2发出关闭所有阀门的指令。
活化放氢时，将冷热循环水出口A2和冷热循环水入口A1接到热源。上位机B2发出打开第一放氢控制电磁阀E1的指令，此时第一放氢控制电磁阀E1打开，其他阀门关闭，开始大流量放氢，放氢流量控制值设定为第一氢气质量流量控制器F1量程上限的80％，大流量的第一氢气质量流量控制器F1实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2。随着放氢的进行，后期的放氢流量将下降，不再恒定，上位机B2根据大流量的第一氢气质量流量控制器F1的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第一氢气质量流量控制器F1的瞬时流量到达其量程下限的105％时，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第一放氢控制电磁阀E1和打开第二放氢控制电磁阀E2的指令，此时，由中流量的第二氢气质量流量控制器F2监测氢气流量，放氢流量控制值设定为其量程的95％，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2。随着放氢的进行，后期的放氢流量将下降，不再恒定，上位机根据第二氢气质量流量控制器F2的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第二氢气质量流量控制器F2的瞬时流量到达其量程下限的105％时，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第二放氢控制电磁阀E2和打开第三放氢控制电磁阀E3的指令，此时，由小流量的第三氢气质量流量控制器F3监测氢气流量，放氢流量控制值设定为小流量的第三氢气质量流量控制器F3量程上限的95％，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2。上位机B2根据瞬时流量对时间的积分得出当前次数活化充氢过程中的充氢量Y0。当前次数活化充氢结束，上位机B2发出关闭所有阀门的指令。
重复上述活化充氢和活化吸氢过程，直到当前次数活化充氢过程中的充氢量小于等于上次活化充氢过程中的充氢量。
S2对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量。
充氢时，将充氢口A3接到氢源，将冷热循环水出口A2和冷热循环水入口A1接到冷源。上位机B2通过下位机B1发出打开第一充氢控制电磁阀C1的指令，此时第一充氢控制电磁阀C1打开，其他阀门关闭，开始充氢，大流量的第一氢气质量流量计D1实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2，上位机根据第一氢气质量流量计D1的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第一氢气质量流量计D1的瞬时流量到达其量程下限，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第一充氢控制电磁阀C1和打开第二充氢控制电磁阀C2的指令，此时，由中流量的第二氢气质量流量计D2监测氢气流量，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2，上位机根据第二氢气质量流量计D2的瞬时流量大小判断下一步动作：
若第二氢气质量流量计D2的瞬时流量到达其量程下限，则上位机B2通过下位机B1下达关闭第二充氢控制电磁阀C2和打开第三充氢控制电磁阀C3的指令，此时，由小流量的第三氢气质量流量计D3监测氢气流量，并实时将瞬时流量值通过下位机B1传送到上位机B2。上位机B2根据瞬时流量对时间的积分得出充氢放氢过程中的充氢量X。充氢结束时，上位机B2发出关闭所有阀门的指令。
放氢时，将放氢口A4接到用氢设备，将将冷热循环水出口A2和冷热循环水入口A1接到接到热源。根据用氢流量的需求，选择相应量程的氢气质量流量控制器。将所需氢气流量值输入上位机B2，由上位机B2判断首先开启的氢气质量流量控制器。若用氢流量处在中流量的第二氢气质量流量控制器F2的量程范围，则上位机B2发出打开第二放氢控制电磁阀E2的指令，并由下位机B1执行控制指令，此时第二放氢控制电磁阀E2开启，第二氢气质量流量控制器F2以近似恒定的氢气速率输出氢气，并向上位机B2实时传送氢气的瞬时流量值。上位机B2根据瞬时流量对时间的积分得出充氢放氢过程中的放氢量Y。放氢结束，上位机B2发出关闭所有阀门的指令。
S3根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
累计每次活化充氢和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，以确定活化过程中的充氢量和放氢量。
剩余氢量包括下式：
剩余氢量＝(活化过程中的充氢量-活化过程中的放氢量)+(充氢放氢过程中的充氢量-充氢放氢过程中的放氢量)。
实际应用时，本实施例的冷源为5-15℃的冷水，本领域技术人员能够根据实际需要调整水温。本实施例的热源为低于100℃的热水。
实施例7
本实施例提供一种剩余氢量的测量装置，包括：
活化模块，用于活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量；
充氢放氢模块，用于对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量；
核算模块，用于根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
本实施例各功能模块功能的实现，参考实施例4-6中记载的方法。
实施例8
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现实施例4-6中记载的剩余氢量的测量方法。
实施例9
本实施例提供一种设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现实施例4-6中记载的剩余氢量的测量方法的操作。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (13)

1.一种合金储氢系统，其特征在于，包括一路或多路充氢支路和一路或多路放氢支路；
各充氢支路的输入端汇合后与充氢口(A3)管路连接，各充氢支路的输出端汇合后与合金储氢装置(A)的内胆一侧管路连接；
各放氢支路的输入端汇合后与合金储氢装置(A)的内胆另一侧管路连接，各放氢支路的输出端汇合后与放氢口(A4)管路连接；
各充氢支路上设有充氢控制电磁阀和氢气质量流量计，各氢气质量流量计的计量量程呈梯度设置，其中最小梯度计量量程的下限为0；
各放氢支路上设有放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器，各氢气质量流量控制器的量程呈梯度设置，其中最小梯度量程的下限为0；
各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器均通信连接控制单元。
2.根据权利要求1所述的合金储氢系统，其特征在于，所述合金储氢装置(A)的壳体上开设有冷热循环水出口(A2)和冷热循环水入口(A1)。
3.根据权利要求1所述的合金储氢系统，其特征在于，所述控制单元包括下位机(B1)，下位机(B1)一端通信连接上位机(B2)，下位机(B1)另一端通信连接各充氢控制电磁阀、氢气质量流量计、放氢控制电磁阀和氢气质量流量控制器。
4.根据权利要求1所述的合金储氢系统，其特征在于，量程梯度相邻的氢气质量流量控制器具有重叠量程；
和/或，计量量程梯度相邻的氢气质量流量计具有重叠计量量程。
5.一种剩余氢量的测量方法，其特征在于，所述测量方法采用所述权利要求1-4任一项所述的合金储氢系统实现。
6.根据权利要求5所述的剩余氢量的测量方法，其特征在于，包括：
活化合金储氢装置中的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量；
对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量；
根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
7.根据权利要求6所述的剩余氢量的测量方法，其特征在于，所述活化合金储氢装置中的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量包括：
对合金储氢系统进行多次活化充氢处理和活化放氢处理，并记录每次活化充氢处理和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，直到当前次数活化放氢过程中的放氢量小于等于上次活化放氢过程中的放氢量，则活化过程完成；
累计每次活化充氢和活化放氢过程中的充氢量和放氢量，以确定活化过程中的充氢量和放氢量。
8.根据权利要求7所述的剩余氢量的测量方法，其特征在于，所述活化充氢处理和活化放氢处理包括：
关闭所有阀门，将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接冷源；
将充氢口(A3)连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值：
循环步骤a：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定活化充氢过程中的充氢量；
将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接热源，将放氢口(A4)接到用氢设备，打开最大量程的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使最大量程的上限与当前作业的放氢支路的瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值：
循环步骤b：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定活化放氢过程中的放氢量。
9.根据权利要求6所述的剩余氢量的测量方法，其特征在于，所述对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理包括：
关闭所有阀门，将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接冷源；
将充氢口(A3)连接氢源后，打开最大计量量程的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤a2，直到充氢支路中的瞬时流量值小于等于第二预设值：
循环步骤a2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，打开计量量程上限部份与当前作业的氢气质量流量计的计量量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量计所属充氢支路的充氢控制电磁阀,并实时记录当前作业的充氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的充氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的充氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的充氢量；
将合金储氢装置(A)的冷热循环水出口和入口连接热源，将放氢口(A4)接到用氢设备，打开量程中段包含预设流量值的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值，并进入循环步骤b2，直到放氢支路中的瞬时流量值小于等于第三预设值：
循环步骤b2：响应于瞬时流量值与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限的差小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，打开量程上限部份与当前作业的氢气质量流量控制器的量程下限部份具有重叠区域的氢气质量流量控制器所属放氢支路的放氢控制电磁阀,使所述氢气质量流量控制器的量程上限与瞬时流量值的差大于等于预设阈值，并实时记录当前作业的放氢支路中的瞬时流量值；
响应于当前作业的放氢支路中的瞬时流量值小于等于预设值，关闭当前作业的放氢控制电磁阀，根据瞬时流量值对时间的积分确定充氢放氢过程中的放氢量。
10.根据权利要求6所述的剩余氢量的测量方法，其特征在于，所述剩余氢量包括下式：
剩余氢量＝(活化过程中的充氢量-活化过程中的放氢量)+(充氢放氢过程中的充氢量-充氢放氢过程中的放氢量)。
11.一种剩余氢量的测量装置，其特征在于，包括：
活化模块，用于活化合金储氢装置的储氢合金，并记录活化过程中的充氢量和放氢量；
充氢放氢模块，用于对完全活化的合金储氢系统进行充氢放氢处理，并记录充氢放氢过程中的充氢量和放氢量；
核算模块，用于根据活化过程中的充氢量和放氢量以及充氢放氢过程中的充氢量和放氢量确定合金储氢系统中的剩余氢量。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求5-10任一项所述的剩余氢量的测量方法。
13.一种设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于执行所述指令，使得所述设备执行实现如权利要求5-10任一项所述的剩余氢量的测量方法的操作。
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