檢測金屬氫化物儲氫裝置剩餘氫量的方法和裝置製造方法
2023-10-04 11:12:04
檢測金屬氫化物儲氫裝置剩餘氫量的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種檢測金屬氫化物儲氫裝置剩餘氫量的方法和裝置，包括壓力傳感器、流量測試系統、溫控系統和真空系統。壓力傳感器測試金屬氫化物儲氫裝置內部的壓力；流量測試系統由質量流量計和流量積算儀組成，可監控氣流通過時的瞬時流量和累積流量，可以通過儲氫量減去累積流量計算出儲氫裝置內部剩餘氫量；溫控系統用於提供金屬氫化物儲氫裝置所需的恆溫環境。該裝置結構簡單，操作方便，可測定穩定狀態下儲氫裝置內部壓力和剩餘氫量的關係，得到內部壓力與剩餘氫量的關係曲線，方便使用者通過測量儲氫裝置內部壓力而確定其剩餘氫量，該裝置也可用於控制金屬氫化物儲氫裝置的氫氣輸出，滿足負載使用要求。
【專利說明】檢測金屬氫化物儲氫裝置剩餘氫量的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及氫氣的儲存、運輸、供給及檢測技術，特別是涉及一種檢測金屬氫化物儲氫裝置壓力和剩餘氫量的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]氫能是一種公認的清潔二次能源，其研究、開發和利用正受到越來越廣泛的重視。由於氫質量小，常溫下呈氣態，易燃易爆，作為燃料時又具有分散性和間斷使用的特點，因此氫的儲存是大規模利用氫能的一個關鍵問題。目前主要採用的是固態儲氫和高壓氣態儲氫方式。
[0003]基於固態儲氫技術的金屬氫化物儲氫裝置得到了國內外研究者的重點關注和開發，但該裝置在使用時，難以確定其內部氫氣剩餘量，給用戶帶來很大不便。為此研究者也進行了大量研究，比如通過測量儲氫合金在吸放氫中的體積變化、測量儲氫裝置內部應力變化和熱量變化等進行檢測氫氣剩餘量，但這種方式設計複雜、成本高，難以大規模的採用。
【發明內容】
[0004]因儲氫合金的儲氫量會隨著儲氫壓力的變化而變化，因此基於儲氫合金的金屬氫化物儲氫裝置的儲氫量和壓力有著一定的關係，通過壓力變化求算該儲氫裝置剩餘氫量是可行的，同時要求對壓力的檢測要具有較高的精度。
[0005]本發明提供一種檢測金屬氫化物儲氫裝置壓力和剩餘氫量的方法和裝置，包括壓力傳感器、流量測試系統、溫控系統和真空系統。壓力傳感器測試金屬氫化物儲氫裝置內部的壓力，流量測試系統可監控氣流通過時的瞬時流量和累積流量，進而計算出儲氫裝置內部剩餘氫量，考慮到儲氫合金吸放氫過程伴隨有熱量變化，需要利用溫控系統提供金屬氫化物儲氫裝置所需的工作環境。
[0006]為了實現較高的測試準確度，要求所用的壓力傳感器測試量程不高於lOMPa，精度不低於±0.5%FS ;該壓力傳感器可以伸入到儲氫裝置內部，或者直接連接於儲氫裝置的出口處。
[0007]流量測試系統要求能夠測試瞬時流量和累計流量並具有數據記錄功能，可以是由質量流量計和配套顯示的流量積算儀組成，或者是選用帶有流量顯示的數字質量流量計。
[0008]因金屬氫化物儲氫裝置吸放氫過程伴隨有熱量變化，為了實現穩定狀態，需要使用溫控系統，一般將該儲氫裝置所處環境穩定控制在室溫?100°c的範圍，也可根據需要選擇低溫型或高溫型的溫控系統。
[0009]對於特定的金屬氫化物儲氫裝置，可通過以下步驟得到其壓力和剩餘氫量的關係曲線:首先要確保整個測試過程處於同一溫度條件下，然後在充滿氫狀態下，測試該儲氫裝置內部壓力；打開放氫閥門，放出一部分氫氣後關閉閥門，通過流量測試系統讀出放氫量，進而算出儲氫裝置內部剩餘氫量，通過壓力傳感器讀出儲氫裝置內部穩定狀態下的壓力；然後繼續打開閥門放出部分氫氣，同樣得出某穩定壓力下對應的剩餘氫量，多次重複以上步驟可繪製儲氫裝置內部壓力/剩餘氫量關係曲線，模擬得到關係方程。在該儲氫裝置後續的使用過程中，只需通過測試同樣溫度條件下儲氫裝置的內部壓力，即可通過比對關係曲線方便的求出剩餘氫量，方便用戶更好的進行判斷。
[0010]該裝置結構簡單，操作方便，也可用來直接控制金屬氫化物儲氫裝置的輸出，根據負載使用要求，可通過流量測試系統調節所需流量，實現穩定輸出；並通過顯示的累計流量值確定剩餘氫量是否充足，及時對儲氫裝置進行充氫操作或者更換氫源。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面參照附圖對本發明的典型實施方式進行詳細描述。
[0013]如圖1所示，本發明的檢測裝置，包括金屬氫化物儲氫裝置(I)、壓力傳感器(2)、流量測試系統(3)、溫控系統(4)和真空系統(5)。通過控制針閥(6)可控制儲氫裝置(I)的吸放氫過程，溫控系統(4)為可控恆溫水浴箱，根據測試或使用需要穩定控制儲氫裝置(I)的工作溫度在室溫?100°C範圍內；壓力傳感器(2)通過三通(7)連接在針閥(6)出口處；當需要對該檢測裝置進行抽真空時，調節三通閥(9)通向真空系統(5)方向；當該檢測裝置需要將氫氣發出或者供給負載時，調節三通閥(9)通向放氫(10)方向；當壓力傳感器(2)不需要使用時，可關閉球閥(8)進行保護。
【權利要求】
1.一種檢測金屬氫化物儲氫裝置剩餘氫量的方法和裝置，包括壓力傳感器、流量測試系統、溫控系統和真空系統，壓力傳感器測試金屬氫化物儲氫裝置內部的壓力，流量測試系統監控氣流通過的瞬時流量和累積流量，進而計算出儲氫裝置內部剩餘氫量，溫控系統用於提供金屬氫化物儲氫裝置所需的工作環境。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於壓力傳感器測試量程不高於lOMPa，精度不低於 ±0.5%FS。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所需壓力傳感器伸入到儲氫裝置內部，或者直接連接於儲氫裝置的出口處。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於流量測試系統是由質量流量計和流量積算儀組成，或者是帶有流量顯示的數字質量流量計。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於溫控系統可穩定調控室溫?100°C的溫度範圍，或者根據使用要求配置低溫控制或高溫控制系統。
【文檔編號】G01F22/02GK104266711SQ201410560074
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】張沛龍, 朱永國, 葛靜 申請人:北京浩運金能科技有限公司