[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

说明书

本发明公开了一种固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置及方法，包括油浴加热装置、参考罐、样品罐、第一压力传感器、第二压力传感器、数据监测采集系统、真空泵、气体单元以及气体传输管道；参考罐和样品罐分别位于油浴加热装置内；第一、第二压力传感器分别设置在参考罐、样品罐的顶部阀门处，且分别通过信号传输线连接至数据监测采集系统；参考罐和样品罐的顶部阀门依次串联在气体传输管道上，所述真空泵和气体单元分别设置在气体传输管道的端部。本发明装置能记录不同阶段的吸放氢速率以及吸放氢量的大小，探究吸放氢的主要影响因素，实现固态金属吸放氢动力学过程的安全监测，为储氢材料的实际应用的安全性提供数据支撑。

技术领域

本发明涉及固态储氢领域，尤其是一种固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置及方法。

背景技术

现有的储氢装置大多是全自动式的，通过外置的热电偶对容器当中的储氢材料加热，以实现氢气的吸附或者释放，进而获得全过程的PCT曲线和Q-t曲线。这种方法虽然能够探究出不同储氢材料在何种温度、压力条件下既有更好的动力学、热力学性能，但是这样的储氢装置未关注到不同阶段的吸放氢速率以及吸放氢量的多少，无法厘清各阶段吸放氢的主要影响因素。且现有装置主要采用电磁加热，加热不够均匀，无法保证数据的准确性。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种固态金属吸放氢动力学过程安全监测装置，以便更加精确的实时监测固态金属吸放氢动力学过程。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

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

所述参考罐和样品罐分别位于油浴加热装置内；所述第一压力传感器设置在参考罐的顶部阀门处；所述第二压力传感器设置在样品罐的顶部阀门处；第一压力传感器、第二压力传感器通过信号传输线连接至数据监测采集系统；

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

进一步地，所述气体单元包括氮气瓶和氢气瓶；所述真空泵、氮气瓶、氢气瓶三者并联在气体传输管道的前侧。

进一步地，真空泵和氮气瓶的并联连接处设有第一阀门；氢气瓶的并联接口处设有第二阀门；所述气体传输管道的前侧设有第三阀门；参考罐和样品罐之间的气体传输管道上设有一分管，分管上设有第五阀门；参考罐后侧与分管连接处之间的气体传输管道上设有第四阀门；样品罐前侧与分管连接处之间的气体传输管道上设有第六阀门；样品罐的后侧的气体传输管道上设有第七阀门。

进一步地，所述的油浴加热装置包括油浴箱、抬升平台、翻盖、控制台、抬升气缸和搅拌装置；所述参考罐和样品罐分别设置在油浴箱内；所述抬升平台位于油浴箱的顶部，其底部四角分别连接有抬升气缸，通过抬升气缸伸缩运动控制抬升平台的升降；所述搅拌装置安装在抬升平台的中心，并与抬升平台一同升降；所述控制台位于油浴箱外部，并与油浴箱内的加热装置、抬升气缸和搅拌装置电路连接；所述翻盖铰接在抬升平台的上部，其对应参考罐和样品罐预留有两个用于引出气体传输管道的贯穿孔。

进一步地，所述抬升平台的底部还设有四组限位杆；所述油浴箱顶部对应设有四组限位块，所述限位杆贯穿在限位块中，且限位杆的底端套有橡胶套，橡胶套的尺寸大于限位块上的贯穿孔。

更进一步地，本发明还提供采用上述装置进行固态金属吸放氢特性测试的方法，包括如下步骤：

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

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