氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統的製作方法

2023-06-01 10:32:11

專利名稱：氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於燃料電池客車應用技術領域，特別涉及燃料電池客車排放的氫氣濃度 稀釋技術。
背景技術：
隨著燃料電池客車技術的快速發展，燃料電池客車供氫系統的安全性越來越受到人們 的關注。氫氣和空氣在燃料電池內發生化學反應時，向大氣排出未經化學反應的剩餘氫氣 的現象稱為Purge。如果100%的Purge氫氣遇到靜電或火花，就可能會燃燒，甚至會引起 爆炸。針對這些安全隱患，本申請發明人已經發明了一種Purge氫氣濃度稀釋裝置。該裝 置的主體為兩端開口的殼體，該兩個埠分別為空氣入口端和空氣出口端，在距離空氣入 口端一定距離的殼體上開有氫氣入口，而且在空氣入口端裝有防水風扇，因此利用風扇吹 入的空氣稀釋進入氫氣稀釋裝置殼體內的氫氣濃度。但是當風扇發生故障時，100%的氫氣 將進入封閉的氫氣稀釋裝置殼體內，反而增加安全隱患。
發明內容
本實用新型的目的是為解決風扇發生故障造成的安全隱患，設計出一種氫氣濃度稀釋 裝置故障診斷系統，可實時診斷用於燃料電池客車排放的氫氣濃度稀釋裝置風扇的工作狀 態，當發現故障時將採取相應的應急措施。該系統體積小，結構緊湊、安全可靠，在提高 燃料電池客車安全性方面具有很高的應用價值。
本實用新型設計出的一種氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統，其特徵在於，該系統包
括風扇故障檢測器及與該風扇故障檢測器相連的光電接收器、光電接近開關、電磁閥；其 中，所述光電接收器安裝在氫氣濃度稀釋裝置的風扇電機中心軸上，所述光電接近開關安 裝在該風扇外殼上面並與風扇故障檢測器相連，而且光電接近開關對準光電接收器，所述 電磁閥為二位三通電磁閥，安裝在氫氣濃度稀釋裝置的氫氣進氣管與氫氣排放管之間，同 時與氫氣濃度稀釋裝置的進氣口相連，該電磁閥並與風扇故障檢測器電路連接。
當風扇發生故障時，風扇故障檢測器會自動關閉電磁閥，將Purege氫氣直接排出大 氣內，因此能防止稀釋裝置主體內聚集大量的氫氣。
3本實用新型的特點及效果
本實用新型在氫氣稀釋裝置的風扇上裝有光電接收器和光電接近開關，當風扇工作 時，光電接近開關將發出脈衝信號。風扇故障檢測器根據脈衝信號判斷風扇的工作狀態。 該故障診斷系統配有二位三通電磁閥，稀釋裝置工作時，開啟電磁閾，使Purge氫氣進入 稀釋裝置主體內，如果風扇發生故障，風扇故障檢測器會自動關閉電磁閥，將Purege氫 氣直接排出大氣內，因此能防止稀釋裝置主體內聚集大量的氫氣，減輕爆炸或燃燒的安全隱患。


圖1是本實用新型氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統安裝示意圖。
圖2是本實用新型的風扇故障檢測器的電路組成示意圖。
圖3是本實用新型的氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統的工作原理圖。
具體實施方式
本實用新型提出的氫氣的濃度稀釋裝置的故障診斷系統結合附圖及實施例詳細說明
如下
本實用新型的氫氣濃度稀釋裝置故障診斷系統實施例組成及安裝結構如圖l所示，包 括光電接收器15、光電接近開關16、電磁閥14、風扇故障檢測器17;其中，所述光電接 收器15安裝在氫氣濃度稀釋裝置的風扇11電機中心軸上，所述光電接近開關16安裝在 該風扇外殼上面並與風扇故障檢測器相連，而且光電接近開關16對準光電接收器15 (兩 個元器件之間的距離不能超過5mm)，所述電磁閥H為二位三通電磁閥，安裝在氫氣濃度 稀釋裝置的氫氣進氣管與氫氣排放管之間，同時與安裝在氫氣濃度稀釋裝置外殼12上的 進氣口 13相連，該電磁閥14並與風扇故障檢測器17電路連接。
當氫氣稀釋裝置工作時，開啟電磁閥，使Purge氫氣進入稀釋裝置主體內，如果風扇 發生故障，風扇故障檢測器會自動關閉電磁閥，將Purege氫氣直接排出大氣內。
本實用新型的風扇故障檢測器的實施例結構如圖2所示，由單片機21、DC-DC模塊22、 繼電器23、脈衝整流電路24組成。其中，單片機21分別與DC-DC模塊22和脈衝整流電 路24相連，繼電器23連接在單片機21與DC-DC模塊22之間。本實施例的單片機21採 用摩託羅拉系列8位單片機，直流-直流轉換(DC-DC)模塊22採用YIHONGTAI公司產品 (DC-DC24V-5V),繼電器採用歐姆龍兩觸點繼電器。脈衝整流電路24由電阻Rl、 R2和電 容C組成。本實施例中釆用重慶環茂電磁閥有限公司生產的DN80型電磁閥和圖爾克傳感 器有限公司生產的Ni4-ml2-AP6X-H1141型光電接近卡關和光電接收器。由於風扇的轉速不穩定，接近開關輸出的脈衝信號頻率也不穩定，而且該脈衝信號並非完整的矩形波，因此通過脈衝整流電路24把光電接近開關輸出的脈衝信號轉換成矩形波，然後輸入給單片機。燃料電池客車提供24V直流電源，而單片機只能承受5V電壓，因此通過DC-DC模塊把24V電壓轉換成5V。單片機接受接近開關脈衝信號高電平信號時，將輸出穩定的低電平，因此繼電器不工作，而電磁閥與繼電器的常閉點串聯，因此會啟動電磁閥14，使氫氣進入稀釋裝置主體內。如果脈衝信號至少中斷ls，單片機會輸出高電平，斷開繼電器的常閉點，因此會關閉電磁閥，把氫氣直接排出大氣內。
本實用新型的具體工作過程如圖3所示，啟動汽車時，稀釋裝置的風扇11和光電接近開關16開始工作。此時，風扇故障檢測器將檢測光電接近開關的脈衝信號，如果風扇故障檢測器17檢測到脈沖信號高電平，單片機會發出低電平，啟動旁路電磁閥，使Purge氫氣進入稀釋裝置主體內。如果風扇發生故障，單片機將輸出高電平吸合繼電器線圈，並關閉旁路電磁閥，否則繼續向稀釋裝置排出Purge氫氣。
權利要求1、一種氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統，其特徵在於，該系統包括風扇故障檢測器及與該風扇故障檢測器相連的光電接收器、光電接近開關、電磁閥；其中，所述光電接收器安裝在氫氣濃度稀釋裝置的風扇電機中心軸上，所述光電接近開關安裝在該風扇外殼上面並與風扇故障檢測器相連，而且光電接近開關對準光電接收器，所述電磁閥為二位三通電磁閥，安裝在氫氣濃度稀釋裝置的氫氣進氣管與氫氣排放管之間，同時與氫氣濃度稀釋裝置的進氣口相連，該電磁閥並與風扇故障檢測器電路連接。
2、 如權利要求1所述的氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統，其特徵在於，所述風扇 故障檢測器由單片機、直流-直流轉換模塊、繼電器、脈衝整流電路組成；其中，單片機 分別與直流-直流轉換模塊和脈衝整流電路相連，繼電器連接在單片機與直流-直流轉換模 塊之間。
專利摘要本實用新型涉及氫氣濃度稀釋裝置的故障診斷系統，屬於燃料電池客車應用技術領域，該系統包括風扇故障檢測器及與該風扇故障檢測器相連的光電接收器、光電接近開關、電磁閥；其中，所述光電接收器安裝在氫氣濃度稀釋裝置的風扇電機中心軸上，所述光電接近開關安裝在該風扇外殼上面並與風扇故障檢測器相連，而且光電接近開關對準光電接收器，所述電磁閥為二位三通電磁閥，安裝在氫氣濃度稀釋裝置的氫氣進氣管與氫氣排放管之間，同時與氫氣濃度稀釋裝置的進氣口相連，該電磁閥並與風扇故障檢測器電路連接。該系統體積小，結構緊湊、安全可靠，在提高燃料電池客車安全性方面具有很高的應用價值。
文檔編號G01N1/38GK201368825SQ200820124449
公開日2009年12月23日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者偉 姚, 姜國峰, 波 成, 哲 金 申請人:清華大學