[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于氫氣分配站的檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110657830.1
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113252591B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小敏;林翎;張邦強(qiáng);鮑威;王娟;楊燕梅;陳曉露;孫亮;楊海波;楊朔;杜立峰
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山綠色發(fā)展創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31;G01N1/24;G01N15/00
• 代理公司: 佛山市禾才知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44379
• 代理人: 資凱亮

1.一種應(yīng)用于氫氣分配站的檢測方法，應(yīng)用在一種應(yīng)用于氫氣分配站的檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括氫氣分離裝置、氫氣收集裝置、尾氣收集裝置、光腔衰蕩光譜儀和上位機(jī)；所述氫氣分離裝置具有流量計(jì)、總開關(guān)閥、第一開關(guān)閥、第二開關(guān)閥、顆粒采樣腔室、氫氣分離膜管和加熱套管；所述流量計(jì)和所述總開關(guān)閥分別設(shè)置在所述氫氣分離裝置的輸入端，所述流量計(jì)與所述上位機(jī)信號連接；所述顆粒采樣腔室內(nèi)設(shè)有可拆卸的濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)將所述顆粒采樣腔室分隔出第一腔室和第二腔室；所述加熱套管設(shè)有氫氣排出口，所述第一開關(guān)閥設(shè)置在所述氫氣排出口；所述第二腔室設(shè)有尾氣排出口，所述第二開關(guān)閥設(shè)置在所述尾氣排出口；所述氫氣分離裝置的進(jìn)氣端連通至所述第一腔室，所述氫氣分離膜管連通至所述第二腔室；所述加熱套管完整地套設(shè)在氫氣分離膜管的外周，所述氫氣排出口連通至所述氫氣收集裝置的進(jìn)氣端；所述尾氣排出口連通至所述尾氣收集裝置的進(jìn)氣端；所述氫氣分離膜管用于選擇性地分離出氫氣；所述加熱套管用于加熱所述氫氣分離膜管；所述氫氣收集裝置與所述上位機(jī)信號連接，用于抽出所述加熱套管內(nèi)的氣體，并用于計(jì)算出收集到的氫氣的質(zhì)量，且發(fā)送到上位機(jī)；所述尾氣收集裝置用于抽出所述顆粒采樣腔室和所述氫氣分離膜管的氣體；所述光腔衰蕩光譜儀用于識別出尾氣的氣體種類和粘附在所述濾網(wǎng)上的顆粒，并將識別結(jié)果發(fā)送到所述上位機(jī)；所述上位機(jī)用于接收所述光腔衰蕩光譜儀發(fā)出的識別結(jié)果和接收所述氫氣收集裝置發(fā)出的氫氣重量，并根據(jù)所述流量計(jì)獲取輸入所述氫氣分離裝置的氣體總量；所述上位機(jī)還用于根據(jù)氣體總量和氫氣重量計(jì)算出氫氣的濃度；其中，所述氫氣收集裝置的輸入端設(shè)有第一動力泵，所述第一動力泵用于將所述加熱套管內(nèi)的氣體定向地泵進(jìn)所述氫氣收集裝置中；所述尾氣收集裝置的輸入端設(shè)有第二動力泵，所述第二動力泵用于將所述顆粒采樣腔室和所述氫氣分離膜管內(nèi)的氣體定向地泵進(jìn)所述尾氣收集裝置中；所述顆粒采樣腔室由第一殼體和第二殼體組成，所述第一殼體與所述第二殼體可拆卸連接，所述濾網(wǎng)夾設(shè)在所述第一殼體與所述第二殼體之間；所述總開關(guān)閥、所述第一開關(guān)閥和所述第二開關(guān)閥分別與所述上位機(jī)信號連接；

其特征在于：所述檢測方法包括以下步驟：

步驟S1：關(guān)閉總開關(guān)閥，打開第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，氫氣收集裝置抽空所述加熱套管內(nèi)的氣體，同時(shí)所述尾氣收集裝置抽空所述顆粒采樣腔室和所述氫氣分離膜管內(nèi)的空氣；

步驟S2：關(guān)閉第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，啟動所述加熱套管對所述氫氣分離膜管進(jìn)行預(yù)熱；

步驟S3：打開總開關(guān)閥向所述顆粒采樣腔室通入一定量的待測氫氣源，同時(shí)打開第一開關(guān)閥，所述氫氣收集裝置抽取所述加熱套管內(nèi)經(jīng)所述氫氣分離膜管分離后的氫氣；

步驟S4：關(guān)閉總開關(guān)閥和第一開關(guān)閥，所述上位機(jī)根據(jù)所述流量計(jì)獲取輸入所述氫氣分離裝置的氣體總量，所述氫氣收集裝置計(jì)算收集到的氫氣的質(zhì)量，并發(fā)送到所述上位機(jī)；

步驟S5：所述上位機(jī)根據(jù)氣體總量和氫氣的質(zhì)量計(jì)算出氫氣濃度；

步驟S6：打開所述第二開關(guān)閥，所述尾氣收集裝置抽出所述顆粒采樣腔室和所述氫氣分離膜管的氣體；

步驟S7：打開所述顆粒采樣腔室，取出所述濾網(wǎng)；

步驟S8：所述光腔衰蕩光譜儀識別出尾氣的氣體種類和粘附在所述濾網(wǎng)上的顆粒，并將識別結(jié)果發(fā)送到所述上位機(jī)，所述上位機(jī)存儲所述識別結(jié)果；

其中，所述上位機(jī)根據(jù)氣體總量和氫氣的質(zhì)量計(jì)算出氫氣濃度時(shí)，引入氫氣分離裝置對應(yīng)溫度下的氫氣分離效率補(bǔ)償氫氣分離損失量；

所述氫氣分離效率通過以下步驟獲取：

步驟A1：關(guān)閉總開關(guān)閥，打開第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，氫氣收集裝置抽空所述加熱套管內(nèi)的氣體，同時(shí)所述尾氣收集裝置抽空所述顆粒采樣腔室和所述氫氣分離膜管內(nèi)的空氣；

步驟A2：關(guān)閉第一開關(guān)閥和第二開關(guān)閥，啟動所述加熱套管對所述氫氣分離膜管預(yù)熱至指定溫度；

步驟A3：打開總開關(guān)閥向所述顆粒采樣腔室通入指定量的純氫，同時(shí)打開第一開關(guān)閥，所述氫氣收集裝置抽取所述加熱套管內(nèi)經(jīng)所述氫氣分離膜管分離后的氫氣；

步驟A4：關(guān)閉總開關(guān)閥和第一開關(guān)閥，所述氫氣收集裝置計(jì)算收集到的氫氣的質(zhì)量，并發(fā)送到所述上位機(jī)；

步驟A5：所述上位機(jī)根據(jù)所述氫氣收集裝置計(jì)算收集到的氫氣的質(zhì)量和通入已知量的純氫計(jì)算出氫氣分離效率。