[发明专利]一种固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置及方法

权利要求书

1.一种固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，其特征在于，包括油浴加热装置(9)、参考罐(8)、样品罐(15)、第一压力传感器(7)、第二压力传感器(14)、数据监测采集系统(10)、真空泵(1)、气体单元以及气体传输管道；

所述参考罐(8)和样品罐(15)分别位于油浴加热装置(9)内；所述第一压力传感器(7)设置在参考罐(8)的顶部阀门处；所述第二压力传感器(14)设置在样品罐(15)的顶部阀门处；第一压力传感器(7)、第二压力传感器(14)通过信号传输线连接至数据监测采集系统(10)；

所述参考罐(8)和样品罐(15)的顶部阀门依次串联在气体传输管道上，所述真空泵(1)和气体单元分别设置在气体传输管道的端部。

2.根据权利要求1所述的固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，其特征在于，所述气体单元包括氮气瓶(2)和氢气瓶(3)；所述真空泵(1)、氮气瓶(2)、氢气瓶(3)三者并联在气体传输管道的前侧。

3.根据权利要求1所述的固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，其特征在于，真空泵(1)和氮气瓶(2)的并联连接处设有第一阀门(4)；氢气瓶(3)的并联接口处设有第二阀门(5)；所述气体传输管道的前侧设有第三阀门(6)；参考罐(8)和样品罐(15)之间的气体传输管道上设有一分管，分管上设有第五阀门(12)；参考罐(8)后侧与分管连接处之间的气体传输管道上设有第四阀门(11)；样品罐(15)前侧与分管连接处之间的气体传输管道上设有第六阀门(13)；样品罐(15)的后侧的气体传输管道上设有第七阀门(16)。

4.根据权利要求1所述的固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，其特征在于，所述的油浴加热装置(9)包括油浴箱(91)、抬升平台(92)、翻盖(93)、控制台(94)、抬升气缸(95)和搅拌装置(96)；所述参考罐(8)和样品罐(15)分别设置在油浴箱(91)内；所述抬升平台(92)位于油浴箱(91)的顶部，其底部四角分别连接有抬升气缸(95)，通过抬升气缸(95)伸缩运动控制抬升平台(92)的升降；所述搅拌装置(96)安装在抬升平台(92)的中心，并与抬升平台(92)一同升降；所述控制台(94)位于油浴箱(91)外部，并与油浴箱(91)内的加热装置、抬升气缸(95)和搅拌装置(96)电路连接；所述翻盖(93)铰接在抬升平台(92)的上部，其对应参考罐(8)和样品罐(15)预留有两个用于引出气体传输管道的贯穿孔(98)。

5.根据权利要求4所述的固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，其特征在于，所述抬升平台(92)的底部还设有四组限位杆(96)；所述油浴箱(91)顶部对应设有四组限位块(97)，所述限位杆(96)贯穿在限位块(97)中，且限位杆(96)的底端套有橡胶套，橡胶套的尺寸大于限位块(97)上的贯穿孔。

6.采用权利要求1所述装置进行固态金属吸放氢动力学过程监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将参考罐(8)、样品罐(15)与气体传输管道连接并密封，放入油浴加热装置(9)中浸没在油浴中；

S2：打开真空泵(1)，经气体传输管道将参考罐(8)、样品罐(15)抽成真空状态，随后切断真空泵(1)对应管路；

S3：设定油浴加热装置(9)的测试温度，将参考罐(8)、样品罐(15)加热至测试温度；

S4：通过气体单元向参考罐(8)内输入一定压力的氢气，随后将参考罐(8)与样品罐(15)连通，使参考罐(8)内的部分氢气进入到样品罐(15)内，样品罐(15)测试样品材料发生吸氢反应，待罐内压力稳定后，记录平衡时间和平衡压力，根据反应前后罐内压力的变化量和气体状态方程计算氢变化量；

S5：关闭样品罐(15)，随后以相同量逐步向参考罐(8)内注入氢气，每次加氢完成后，将参考罐(8)和样品罐(15)连通，获得不同吸氢量的平衡点和平衡时间，等到吸氢量不再增加时，停止加氢；

S6：对参考罐中的残余氢气，吹扫排空后，再抽真空；

S7：获得测试温度条件下的样品在吸放氢循环过程中平衡氢压与吸氢浓度关系曲线，以及样品吸放氢量随时间变化的曲线。