一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法。在被测电化学系统的输出端并联一个可控恒流源电路，首先通过控制可控恒流源电路在被测电化学系统的输出电流中注入M序列形式的脉冲扰动电流，接着在被测电化学系统的输出端进行采集获得扰动电流与响应电压，对采集得到的扰动电流与响应电压数据使用阻抗计算方法获得电化学阻抗谱。本发明专利技术解决了传统的电化学阻抗谱测量方法耗时长，设备昂贵，不适合在线应用的问题，实现了快速电化学阻抗谱测量。

A Fast Measurement Method of Electrochemical Impedance Spectrum Based on Current Pulse Injection

The invention discloses a fast electrochemical impedance spectroscopy measurement method based on current pulse injection. A controlled constant current source circuit is connected in parallel at the output of the electrochemical system under test. Firstly, the controlled constant current source circuit injects M-sequence pulse disturbance current into the output current of the electrochemical system under test. Then, the disturbance current and response voltage are acquired by acquisition at the output of the electrochemical system under test. The impedance is used to acquire the disturbance current and response voltage data. The electrochemical impedance spectra were obtained by the calculation method. The invention solves the problem that the traditional electrochemical impedance spectroscopy measurement method is time-consuming, expensive and unsuitable for on-line application, and realizes fast electrochemical impedance spectroscopy measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法
本专利技术属于电化学测试技术的领域，涉及一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法。
技术介绍
电化学阻抗谱技术是一种常用的研究电化学系统内部反应过程的手段，在电池、电化学材料与腐蚀防护等领域都有着广泛的应用。其原理是在电化学系统中施加一个较小的扰动电流，然后测量响应电压来求解系统的内部阻抗。不同频率下的阻抗组成该系统的电化学阻抗谱，系统的电化学阻抗谱可以反映系统内部的各种物理和化学过程，如物质传输、电荷传输、欧姆内阻等，这些信息对于系统的电化学分析有着重要的意义。如在燃料电池应用中，可以通过分析电化学阻抗谱来进行故障诊断与寿命预测，可以优化电池运行条件、提高电池耐久性。然而，这项技术目前为止主要还是应用在科研工作中，并没有在工业上被广泛使用，主要有以下两个原因：一是传统的电化学阻抗谱技术采用正弦波扫频的方式进行阻抗测量，测试需要消耗较长的时间，实时性差，且无法直接应用在被测系统工况快速变化的场景中。二是目前的电化学阻抗谱测试设备体积较大，价格昂贵，容易损坏，主要是实验室应用为主。因此，研究一种快速、低成本的电化学阻抗谱测量技术有着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法，其特征在于：在被测电化学系统的输出端并联一个可控恒流源电路，首先通过控制可控恒流源电路在被测电化学系统的输出电流中注入M序列形式的脉冲扰动电流，接着在被测电化学系统的输出端进行采集获得扰动电流与响应电压，对采集得到的扰动电流与响应电压数据使用阻抗计算方法获得电化学阻抗谱。

【技术特征摘要】
1.一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法，其特征在于：在被测电化学系统的输出端并联一个可控恒流源电路，首先通过控制可控恒流源电路在被测电化学系统的输出电流中注入M序列形式的脉冲扰动电流，接着在被测电化学系统的输出端进行采集获得扰动电流与响应电压，对采集得到的扰动电流与响应电压数据使用阻抗计算方法获得电化学阻抗谱。2.根据权利要求1所述的一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法，其特征在于：所述的被测电化学系统包括燃料电池和负载，负载和可控恒流源电路并联在燃料电池的两端。3.根据权利要求1所述的一种基于电流脉冲注入的快速电化学阻抗谱测量方法，其特征在于：所述的可控恒流源电路主要由数模转换器、MOS管(Q)、反馈电阻(Rs)、运算放大器(G)和补偿电容(C)组成，数模转换器输出端连接到运算放大器(G)正向输入端，运算放大器(G)的输出端连接到MOS管(Q)的栅极，运算放大器(G)负向输入端连接到MOS管(Q)的源极，MOS管(Q)的漏极连接到被测电化学系统输出端的正极，运算放大器(G)的输出端经补偿电容(C)连接到MOS管(Q)的源极，MOS管(Q)的源极经反馈电阻(Rs)连接到被测电化学系统输出端的负极；数模转换器输出端输出参考电压(Vref)到运算放大器(G)，通过运算放大器(G)比较后输出，进而控制MOS管(Q)的导通，进而实现在反馈电阻(Rs)产生并控制注入M序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，卢华歆，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33