[發(fā)明專利]一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011150473.1 | 申請日： | 2020-10-24 |
| 公開（公告）號： | CN112326500A | 公開（公告）日： | 2021-02-05 |
| 發(fā)明（設計）人： | 王廣華;祝妍;王廣飛;馬凱成;楊事成 | 申請（專利權(quán)）人： | 安徽伯華氫能源科技有限公司 |
| 主分類號： | G01N7/00 | 分類號： | G01N7/00 |
| 代理公司： | 北京高航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11530 | 代理人： | 李浩 |
| 地址： | 235000 安徽省淮北市*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 極低量 氫氣 吸附 解析 測量方法 | ||
本發(fā)明提供一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法，利用氫的同位素?氚取代部分氫元素，進行放射性測量。所述測量方法基于一種極低量的氫氣吸附與解析測量系統(tǒng)實現(xiàn)。所述的測量系統(tǒng)包括提供氚源的混合氣體儲存鋼瓶，其后接有減壓閥、針閥、三通閥、定標容器、高精度壓力計、循環(huán)泵、單向閥，吸氫反應容器、測量電離室、數(shù)據(jù)讀取與存儲系統(tǒng)和放射性包容系統(tǒng)。其原理是利用氫的同位素?氚（T）部分取代氫，使得H2中存在部分HT分子。由于氚是一種放射性核素（β核素），利用電離室或者正比計數(shù)器測量其放射性，其檢測限將得到極大提高。
技術領域
本發(fā)明涉及氫氣測量領域，尤其是涉及一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法及其實現(xiàn)所需要的硬件系統(tǒng)。
背景技術
氫氣化學性質(zhì)活潑，在空氣中的爆炸極限是4.0%-75.6%。因此，氫氣的安全使用成為氫能源應用推廣的關鍵前提。氫氣傳感器是在涉氫場所必須使用到的氫氣探測設備。根據(jù)其探測原理，有電極電位型，電阻型，電容型，光纖型等。然而，盡管傳感器的工作原理存在差別，其吸氫后的電信號強度、響應速度、靈敏度等關鍵數(shù)據(jù)，均需要進行準確的標定。
受限于傳感器的質(zhì)量、體積與制造成本，氫氣傳感器中的氫敏感材料較少，其吸氫量也就相應較少。因此，在氫氣傳感器的研發(fā)過程中，需要通過傳感器氫敏材料對氫氣的吸附動力學過程進行測量，以刻度傳感器的吸氫量和電信號之間的關系曲線。然而，由于傳感器的吸氫量少，傳統(tǒng)的測量方法如壓力法，氣相色譜（GC）法因為檢測限，測量時間的限制，難以實現(xiàn)快速、準確的測量。
此外，在評價（合金）材料對氫氣的吸附作用時，也需要對極低量的氫氣吸附與解析進行測量，同樣面臨上述問題。
本發(fā)明內(nèi)容在于解決上述測量問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法及其實現(xiàn)所需要的硬件系統(tǒng)。以解決現(xiàn)有技術中存在的對于極低量的氫氣吸附與解析難以測量的技術問題。
為解決以上技術問題，本發(fā)明采取了以下技術方案：
一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法，其本質(zhì)在于利用氫的放射性同位素-氚進行同位素替代，是的H2中摻雜有部分HT分子，從而測量氚的放射性，實現(xiàn)將靈敏度提高3~4個量級。
一種極低量氫氣吸附與解析的測量方法實現(xiàn)所需要的硬件系統(tǒng)，包括用于儲存氚源的混合氣體儲存鋼瓶，其后接有減壓閥、針閥、三通閥、定標容器、高精度壓力計、循環(huán)泵、吸氫反應容器、測量電離室、數(shù)據(jù)讀取與存儲系統(tǒng)和放射性包容系統(tǒng)。
所述的混合氣儲存鋼瓶，其為耐壓容器，根據(jù)填充壓力采用相應的耐壓規(guī)格。其內(nèi)填充有一定濃度的HT和H2混合氣體，其中HT和H2 為反應氣體，用于測量待測物體的吸氫反應。平衡氣體一般為惰性氣體，如氮氣，氬氣等。其中，HT的濃度含量較低，一般可根據(jù)需求設置為ppm（體積濃度，對應的放射性活度為4.7×104Bq/L）；H2的濃度根據(jù)所測試對象工作環(huán)境，設置為100ppm~4%。鋼瓶上設置有截止閥，用于充放混合氣體。為防止發(fā)生氫脆現(xiàn)象，材質(zhì)采用316L或者哈氏N合金，表面一般鍍氧化物、氮化物或者其他材質(zhì)薄膜。
儲存鋼瓶后接減壓閥PRV1，用于進行氣體減壓至合適的壓力。減壓閥PRV1后接針閥NV1，其后連接三通閥TV1，之后連接定標容器C1，其后連接高精度壓力計P1，壓力計后連接針閥NV2。以上硬件部分構(gòu)成氫氣的發(fā)生與量的標定部分。
三通閥TV1另一端接氣體循環(huán)泵B，其后連接三通閥TV2，三通閥TV2的一個出口接單向閥OWV1與大氣相連，一個出口接三通閥TV3，之后接電離室進行放射性測量裝置IC。以上硬件部分構(gòu)成氫氣吸附的測量部分。
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