CN202794493U - 用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备 - Google Patents

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张轶之
俞佳伟
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Abstract

本实用新型涉及一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，二维网络电路板包括多通道电压传感器和多个检测分区，每个检测分区均设有一个与多通道电压传感器并联的埋入式电阻，标定设备包括设备外壳以及设在设备外壳内的标定电路板，该标定电路板包括电源模块、电源电压检测模块、分压模块、控制模块以及与埋入式电阻数量相同的弹簧插针，所述的电源模块、分压模块、控制模块、弹簧插针依次串联，所述的埋入式电阻一端与弹簧插针一一对应连接，另一端通过导线连接标定电路板的电源模块，所述的电源电压检测模块接在电源模块两端。与现有技术相比，本实用新型具有标定准确度高等优点。

Description

用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备
技术领域
本实用新型涉及一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，尤其是一种能对燃料电池电流密度测量二维网络电路板进行错误诊断的标定设备。
背景技术
燃料电池的原位诊断技术能在不破坏燃料电池的结构、不影响反应的基础上提供可靠的测量数据。该技术将燃料电池电极分割成更小单元，并测量每个单元电极的电流密度及温度，从而了解燃料电池内部的局部性能，为燃料电池的错误诊断、寿命提高和性能优化提供主要的依据。通过设计二维网络电路板，建立高密度、相互绝缘的电流收集板，在不改变燃料电池膜电极和电池结构的情况下，可实现燃料电池电流密度及局部温度的同步测量。
二维网络电路板内部植入了埋入式电阻，由于电流密度和温度的测量基于欧姆定律，故埋入式电阻的精度高低直接影响了分区性能检测的准确性，因而对埋入式电阻的标定是燃料电池分区性能检测过程中的一个重要环节。
由于埋入式电阻夹持在电路板的两层之间，无法用仪器直接接在埋入式电阻两端进行测量，故现有的方法是利用电流密度测量二维网络电路板上埋入式电阻两端引出的采样线，即直接将仪器接在采样线两端，以标定埋入式电阻的阻值。由于埋入式电阻的阻值很小，只有几毫欧，一般仪器的检测精度难以达到要求。同时，利用这种方法测量得到的电阻阻值为埋入式电阻与采样线上的电阻阻值之和，导致标定结果比真实值大很多，进而造成燃料电池电流密度和温度的检测结果偏大。此外，由于这种标定方法标定误差大，故无法利用标定结果对电流密度测量二维网络电路板进行错误诊断。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种标定准确度高燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，所述的二维网络电路板包括多通道电压传感器和多个检测分区，每个检测分区均设有一个与多通道电压传感器并联的埋入式电阻，所述的标定设备包括设备外壳以及设在设备外壳内的标定电路板，该标定电路板包括电源模块、电源电压检测模块、分压模块、控制模块以及与埋入式电阻数量相同的弹簧插针，所述的电源模块、分压模块、控制模块、弹簧插针依次串联，所述的埋入式电阻一端与弹簧插针一一对应连接，另一端通过导线连接标定电路板的电源模块，所述的电源电压检测模块接在电源模块两端。
电源模块和埋入式电阻之间连接的导线为夹子导线。
所述的电源模块为一节1.5V的干电池。
所述的分压模块为直插式电阻。
所述的电源电压检测模块包括电压传感器和数字显示屏，该数字显示屏设在设备外壳上。
所述的控制模块包括与弹簧插针数量相同的控制开关，每个控制开关与弹簧插针一一对应连接。
所述的设备外壳上设有启动按钮和停止按钮，用于改变控制开关的状态。
所述的弹簧插针呈矩阵排列。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)本实用新型使用小功率电源供电，同时利用弹簧插针与电流密度测量二维网络电路板各分区下的埋入式电阻连接，不需要额外的导线，故设备简单，操作方便。
2)由于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定过程模拟了其工作过程，即向每个分区的埋入式电阻供电，利用采样线测量埋入式电阻两端的压降，再通过计算得出每个分区的电流密度大小。故可以对其进行错误诊断，判断在线分区电流密度测量电路板是否有制造缺陷，及是否能正常工作。这为燃料电池电流密度测量二维网络电路板的研制和优化提供一定的理论依据。
3)由于本实用新型对埋入式电阻逐一供电，使得单次测量可以加载较大电压，便于仪器对压降的测量，使标定结果更为准确。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型设备外壳的正面视图；
图4为本实用新型设备外壳的背面视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，用于对二维网络电路板上的埋入式电阻进行阻值标定。二维网络电路板6包括多通道电压传感器和多个检测分区，每个检测分区均设有一个与多通道电压传感器并联的埋入式电阻，标定设备包括设备外壳以及设在设备外壳内的标定电路板，该标定电路板包括电源模块1、电源电压检测模块4、分压模块2、控制模块3以及与埋入式电阻数量相同的弹簧插针5。本实施例中的弹簧插针5与埋入式电阻均为49个，呈7×7的矩阵排列，控制模块3包括与弹簧插针数量相同的控制开关，并与弹簧插针一一对应，用于控制每路弹簧插针5的通断。
本实用新型的电路如图2所示，电源模块1、分压模块2、控制模块3、弹簧插针5依次串联，二维网络电路板6的埋入式电阻一端与弹簧插针5一一对应连接，另一端通过夹子导线7连接标定电路板的电源模块1，电源电压检测模块4接在电源模块两端，用于测量输出电压。电源模块为一节1.5V的干电池，分压模块2则采用一个直插式电阻。
电源电压检测模块4包括电压传感器和数字显示屏41，电压传感器用于检测电源模块的输出电压，数字显示屏41则用于显示。
设备外壳如图3和图4所示，其正面设置数字显示屏41和两个按钮8，这两个按钮为启动按钮和停止按钮，用于改变控制模块中控制开关的状态，从而改变标定通道。夹子导线7由设备外壳的侧面引出，通过夹持在二维网络电路板6背面的镀金金属片上，使得两个电路板导通形成回路，弹簧插针5则由设备外壳的背面伸出，用于接触二维网络电路板6的检测分区。
采用本实用新型对设有7×7个检测分区的二维网络电路板进行标定，其结果如表1所示，检测分区的行和列分别为1～7和A～G。从标定结果来看，绝大多数分区下的埋入式电阻的阻值在6.15毫欧左右，由于埋入式电阻的设计阻值为6毫欧，结合埋入式电阻的加工误差，分析可得绝大部分分区下的埋入式电阻和其对应的导线布置正常。但通过数据分析可以发现，E3分区和E4分区的埋入式电阻阻值存在异常。
  A   B   C   D   E   F   G
  1   6.19   6.13   6.11   6.16   6.12   6.21   6.17
  2   6.20   6.17   6.17   6.12   6.19   6.19   6.21
  3   6.24   6.15   6.19   6.12   2.2   6.22   6.18
  4   6.16   6.11   6.19   6.17   4.23   6.22   6.14
  5   6.10   6.05   6.08   6.10   6.14   6.12   6.16
  6   6.10   6.06   6.15   6.16   6.19   6.23   6.17
  7   6.18   6.12   6.14   6.10   6.20   6.20   6.20
表1(单位：毫欧)

Claims (8)

1.一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，所述的二维网络电路板包括多通道电压传感器和多个检测分区，每个检测分区均设有一个与多通道电压传感器并联的埋入式电阻，所述的标定设备包括设备外壳以及设在设备外壳内的标定电路板，其特征在于，该标定电路板包括电源模块、电源电压检测模块、分压模块、控制模块以及与埋入式电阻数量相同的弹簧插针，所述的电源模块、分压模块、控制模块、弹簧插针依次串联，所述的埋入式电阻一端与弹簧插针一一对应连接，另一端通过导线连接标定电路板的电源模块，所述的电源电压检测模块接在电源模块两端。
2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，电源模块和埋入式电阻之间连接的导线为夹子导线。
3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的电源模块为一节1.5V的干电池。
4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的分压模块为直插式电阻。
5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的电源电压检测模块包括电压传感器和数字显示屏，该数字显示屏设在设备外壳上。
6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的控制模块包括与弹簧插针数量相同的控制开关，每个控制开关与弹簧插针一一对应连接。
7.根据权利要求7所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的设备外壳上设有用于改变控制开关状态的启动按钮和停止按钮。
8.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池电流密度测量二维网络电路板的标定设备，其特征在于，所述的弹簧插针呈矩阵排列。
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