本发明专利技术涉及分离装置分离性能测试技术领域，具体涉及一种氢分离装置单程分离效率的测试系统及测试方法，测试系统包括气源、进气主管道、出气主管道、第一旁通管、第二旁通管、进气端检测单元、出气端检测单元和控制单元。本发明专利技术的进气主管道、出气主管道、第一旁通管、第二旁通管构成管路系统，进气端检测单元和出气端检测单元分别用于检测进气主管道和出气主管道的氢气浓度，实现对氢气分离装置入口端和出口端的氢气浓度检测，进气端检测单元和出气端检测单元将检测的氢气浓度传递给控制单元，控制单元根据氢气分离装置入口端和出口端的氢气浓度计算氢分离装置的单程分离效率。氢气浓度计算氢分离装置的单程分离效率。氢气浓度计算氢分离装置的单程分离效率。
【技术实现步骤摘要】
一种氢分离装置单程分离效率的测试系统及测试方法
[0001]本专利技术涉及设备性能测试
，具体涉及一种氢分离装置单程分离效率的测试系统及测试方法。
技术介绍
[0002]将从惰性气体中的氢进行分离，是X（氚）提取过程的关键环节。氢分离效率的好坏，直接决定了X的提取效率和提取率。科研工作者开发了多种氢分离技术及相关设备，以提高X的提取效率和提取率。
[0003]根据氢分离原理划分，主要有膜分离法和选择性吸附法。膜分离法的原理为：氢原子半径远小于其他气体原子的半径，这导致氢原子可以透过大多数材料的晶格，而其他气体原子则无法透过。因此，将钯等材料制成薄膜，即可利用选着性透过性能，将氢从其他气体中分离出来。选择性吸附的原理为：储氢材料具有吸附氢气，而不吸附惰性气体的特性，利用该种特性即可将惰性气体中的氢气吸附至储氢合金，待惰性气体排走后，将储氢材料中的氢释放出来，从而实现氢从惰性气体中分离。
[0004]在实际使用过程中，含氢惰性气体是循环流动的，氢分离装置的分离效率，只能通过最终尾气中的氢含量进行判断，该方法无法评价氢分离装置的实时分离效率（单程分离效率）。由于某些含X靶件具有强烈的吸氢特性，在X提取过程中，未分离完全的氢，易被重新吸入靶件，从而导致X的提取效率和提取率下降。因此，必须确保氢分离装置具有尽可能高的单程提取效率。
[0005]然而，目前未发现可以测试单程氢分离效率的测试系统，迫切需要研制具备此功能的测试系统，以开发具有更高单程分离效率的氢分离装置，从而尽最大可能提升X的提取效率和提取率。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种氢分离装置单程分离效率的测试系统及测试方法，用于实现对氢分离装置的单程分离效率的测试。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，包括气源、进气主管道、出气主管道、第一旁通管、第二旁通管、进气端检测单元、出气端检测单元和控制单元；所述气源用于向测试系统提供氢气和惰性气体的混合气体；所述进气主管道一端与气源连接，另一端与氢气分离装置的入口连接；所述出气主管道一端与氢气分离装置的出口连接；所述第一旁通管与氢气分离装置并联设置，两端分别与进气主管道和出气主管道连接；所述进气端检测单元和出气端检测单元分别用于检测进气主管道和出气主管道的氢气浓度；
所述第二旁通管与进气主管道并联设置，所述第二旁通管上设置有混合器，所述混合器用于对气源提供的混合气体进行混合处理；所述控制单元与进气端检测单元、出气端检测单元和测试系统中的阀门组电连接，所述控制单元根据进气端检测单元和出气端检测单元的监测结果控制阀门组中各个阀门的开启或关闭，实现控制混合气体是否流经第二旁通管，以及混合气体是否流经氢气分离装置。
[0008]本专利技术的进气主管道、出气主管道、第一旁通管、第二旁通管构成管路系统，进气端检测单元和出气端检测单元分别用于检测进气主管道和出气主管道的氢气浓度，实现对氢气分离装置入口端和出口端的氢气浓度检测，进气端检测单元和出气端检测单元将检测的氢气浓度传递给控制单元，控制单元根据氢气分离装置入口端和出口端的氢气浓度计算氢分离装置的单程分离效率；在控制单元内存储有氢分离效率的计算模型，该计算模型为，入口氢气浓度与氢气水汽浓度与氢气水汽浓度之和的比值。
[0009]由于本专利技术是在线实时检测，混合气体的均匀性对检测氢分离装置的单程分离效率的检测结果影响较大。
[0010]因此，本专利技术并不是直接检测氢分离装置的单程分离效率，而是先通过控制单元控制测试系统的阀门组使混合气体先不进入氢分离装置，而是使混合气体依次经过进气主管道、第一旁通管、出气主管道，通过进气端检测单元和出气端检测单元检测的氢气浓度判断混合气体的均匀性，当混合气体混合均匀后，再通过控制单元控制测试系统的阀门组使混合气体进入氢分离装置，检测氢分离装置的单程分离效率。
[0011]进一步地，进气主管道上靠近氢气分离装置的一端设置第二进气主控阀；所述出气主管道上靠近氢气分离装置的一端设置有第一出气主控阀；所述第一旁通管上设置有第一旁路阀，所述第二进气主控阀设置在第一旁通管进气端的下游端，所述第一出气主控阀设置在第一旁通管出气端的上游端；所述第二旁通管上设置有第二旁路阀，所述进气主管道上在第二旁通管进气端的下游端设置有第一进气主控阀；所述第二进气主控阀、第一出气主控阀、第一旁路阀、第二旁路阀和第一进气主控阀与控制单元电连接。
[0012]第二进气主控阀、第一出气主控阀、第一旁路阀、第二旁路阀和第一进气主控阀为测试系统阀门组中的一部分阀门，测试系统阀门组还包括其他阀门。
[0013]本专利技术的控制单元通过控制第二进气主控阀、第一出气主控阀、第一旁路阀、第二旁路阀和第一进气主控阀的开启与关闭，能够实现控制混合气体是否流经第二旁通管，以及混合气体是否流经氢气分离装置，即能够实现混合气体的流经线路。
[0014]进一步地，混合器包括外壳，所述外壳的两端分别设置有进气口和出气口，所述外壳内设置有固定横杆，所述固定横杆在长度方向的两端分别靠近进气口和出气口，所述固定横杆上沿长度方向设置有若干风车，所述风车在气流作用下转动，所述固定横杆通过连接杆与外壳内壁连接。
[0015]所述的风车在气流作用下转动为现有技术，本专利技术利用风车对进入外壳内的气流产生扰动作用，提高了外壳内的气流的均匀性，进而提高了进入氢气分离装置中混合气体的均匀性进一步地，外壳内在进气口处设置有喇叭口，喇叭口的内径自与进气口连接一端
到另一端呈逐渐增大的趋势，所述喇叭口的设置相比气体直接进入外壳，能产生交底气流，确保风车在气流作用下转动。
[0016]进一步地，测试系统中的管路结构包括若干连接管；所述连接管包括扁平管，所述扁平管的两端分别设置有进气接头和出气接头。
[0017]本专利技术的扁平管具体是指连接管的竖向截面为长方形框体，且长方形框体具有较大的长宽比（长度与宽度的比值），即混合气体在扁平管内在竖直方向具有较小路径，在水平方向具有较长路径，其中，较小路径和较长路径是相对而言。
[0018]本专利技术的混合气体为氢气和惰性气体的混合物，由于氢气具有较小密度，将连接管设置为扁平管，能够减少氢气和惰性气体在竖直方向的相对气流，确保测试系统不会因输送管路影响混合气体的均匀性，进而确保进入氢气分离装置中混合气体的均匀性，以提高氢分离装置单程分离效率的测试准确度。
[0019]进一步地，扁平管的内顶部上设置有缓冲板。
[0020]当扁平管内具有向上的气流时，对缓冲板产生一定的冲击力，由于缓冲板具有一定弹性作用，扰乱扁平管内向上的气流，进一步提高管道内混合气体的均匀性。
[0021]进一步地，气源包括第一气瓶和第二气瓶；所述第一气瓶和第二气瓶分别用于存储惰性气体和氢气；所述第一气瓶和第二气瓶的出口端分别设置有第一流量控制器和第二流量控制器，通过第一流量控制器和第二流量控制器调节混合气体中惰性气体和氢气的比例。
[0022]进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，其特征在于，包括气源、进气主管道（3）、出气主管道（5）、第一旁通管（6）、第二旁通管（7）、进气端检测单元、出气端检测单元和控制单元；所述气源用于向测试系统提供氢气和惰性气体的混合气体；所述进气主管道（3）一端与气源连接，另一端与氢气分离装置（4）的入口连接；所述出气主管道（5）一端与氢气分离装置（4）的出口连接；所述第一旁通管（6）与氢气分离装置（4）并联设置，两端分别与进气主管道（3）和出气主管道（5）连接；所述进气端检测单元和出气端检测单元分别用于检测进气主管道（3）和出气主管道（5）的氢气浓度；所述第二旁通管（7）与进气主管道（3）并联设置，所述第二旁通管（7）上设置有混合器（8），所述混合器（8）用于对气源提供的混合气体进行混合处理；所述控制单元与进气端检测单元、出气端检测单元和测试系统中的阀门组电连接，所述控制单元根据进气端检测单元和出气端检测单元的监测结果控制阀门组中各个阀门的开启或关闭，实现控制混合气体是否流经第二旁通管（7），以及混合气体是否流经氢气分离装置（4）。2.根据权利要求1所述的一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，其特征在于，所述进气主管道（3）上靠近氢气分离装置（4）的一端设置第二进气主控阀（38）；所述出气主管道（5）上靠近氢气分离装置（4）的一端设置有第一出气主控阀（51）；所述第一旁通管（6）上设置有第一旁路阀（61），所述第二进气主控阀（38）设置在第一旁通管（6）进气端的下游端，所述第一出气主控阀（51）设置在第一旁通管（6）出气端的上游端；所述第二旁通管（7）上设置有第二旁路阀（71），所述进气主管道（3）上在第二旁通管（7）进气端的下游端设置有第一进气主控阀（32）；所述第二进气主控阀（38）、第一出气主控阀（51）、第一旁路阀（61）、第二旁路阀（71）和第一进气主控阀（32）与控制单元电连接。3.根据权利要求1所述的一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，其特征在于，所述混合器（8）包括外壳（81），所述外壳（81）的两端分别设置有进气口（82）和出气口（83），所述外壳（81）内设置有固定横杆（86），所述固定横杆（86）在长度方向的两端分别靠近进气口（82）和出气口（83），所述固定横杆（86）上沿长度方向设置有若干风车（87），所述风车（87）在气流作用下转动，所述固定横杆（86）通过连接杆（85）与外壳（81）内壁连接。4.根据权利要求3所述的一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，其特征在于，所述外壳（81）内在进气口（82）处设置有喇叭口（84）。5.根据权利要求1所述的一种氢分离装置单程分离效率的测试系统，其特征在于，所述测试系统中的管路结构包括若干连接管（9）；所述连接管（9）包括扁平管（91），所述扁平管（91）的两端分别设置有进气接头（92）和出气接头（93）。6.根据权利要求5所述的一种氢分...
【专利技术属性】
技术研发人员：常宇，
申请(专利权)人：四川晟蔚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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