一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，包括泄漏气体集气室、气体传感单元和数据处理分析单元；泄漏气体集气室为锥形管，小头套于铅酸蓄电池排气阀上，大头覆盖有气体传感单元，用于自动吸入排气阀所释放的气体；气体传感单元在大头一侧固定有闭环电路结构，该闭环电路结构包括由三个电阻和气体反应腔组成的平衡电桥结构及可变电流源，用于在气体反应腔吸入气体时，通过化学反应试剂反应产生电阻值，并通过可变电流源调节平衡电桥结构实时平衡，确保电阻值不随气体温度变化来形成稳定电压信号；数据处理分析单元，用于接收稳定电压信号来检测气体浓度大小。实施本发明专利技术，能避免温度变化所带来的检测误差，提高了检测精确度。检测精确度。检测精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统及方法


[0001]本专利技术涉及蓄电池监测
，尤其涉及一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统及方法。

技术介绍

[0002]阀控式密封铅酸蓄电池在充电电压超过2.35V时就有可能逸出气体，其主要原因是电池内短时间产生的大量气体来不及被负极吸收。因此，阀控式密封铅酸蓄电池的充电电压要求非常严格。铅酸蓄电池正极活性物质是二氧化铅，负极活性物质是海绵铅，电解液是稀硫酸溶液。铅酸蓄电池在充电到70％～80％电量时，其正极开始产生氧气，一旦充电基本完成约90％时，负极开始产生氢气。另外，铅酸蓄电池产生氢气来源还有两种过程，一个是在过充电过程中电解水副反应中产生，另一个是开路搁置期间自放电反应。
[0003]在实际应用中，铅酸蓄电池中氢气的逸出会造成蓄电池失水，并使蓄电池运行环境形成大量的硫酸雾，且硫酸雾会随充电时间越长积愈越多，导致严重的硫酸雾污染。同时，铅酸蓄电池的析气量中80％～90％的成分气体是氢气，因氢气在空气中的爆炸极限为4.1％～74.1％，还直接威胁着电池室的安全的问题。虽然近几年蓄电池的制造工艺上进行改进以阻止酸雾逸出，但氢气的释放始终存在。因此，有必要对铅酸蓄电池泄漏气体的浓度，尤其是氢气的浓度进行测量。
[0004]目前，传统的气体浓度检测方式主要是利用气体导热性以及电阻随温度大小变化的特征，将待检测气体送入检测室后，通过电流对检测室中间的热敏电阻进行加热，当气体将热敏电阻上的热量传导出去时，热敏电阻会降温，此时电阻的阻值会发生变化，而通过对电阻变化的特征可以推算出气体的导热程度，进而明确检测室中的气体浓度。
[0005]但是，上述传统检测方式存在灵敏度低、误差较大、环境影响较大、交叉敏感现象严重等缺陷，主要原因在于：热敏电阻的温度会随着气体浓度的改变而改变，但二者的变化关系并非严谨的线性关系，因此在不可控因素较多的情况下，难以对变化规律进行预测，造成检测精确度低且难以进行环境补偿。
[0006]因此，有必要对传统检测方式进行改进，避免温度变化所带来的检测误差，提高了检测精确度。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统及方法，能避免温度变化所带来的检测误差，从而提高了检测精确度。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，其与具有排气阀的铅酸蓄电池进行配合，包括泄漏气体集气室、气体传感单元和数据处理分析单元；其中，
[0009]所述泄漏气体集气室为锥形管，其小头套设于所述铅酸蓄电池的排气阀上方，大头上方覆盖有所述气体传感单元；
[0010]所述气体传感单元包括底座及闭环电路结构；其中，所述底座覆盖于所述泄漏气体集气室的大头的正上方，且其在朝向所述泄漏气体集气室的一侧侧面上固定有所述闭环电路结构；所述闭环电路结构位于所述泄漏气体集气室的大头内并与所述数据处理分析单元建立数据通信，且其上集成有平衡电桥结构以及与所述平衡电桥结构形成闭环连接并用于调节所述平衡电桥结构保持实时平衡的可变电流源；所述平衡电桥结构由三个电阻和形成为可变电阻的气体反应腔组成；所述气体反应腔与所述泄漏气体集气室的大头相导通，并内置有与所述铅酸蓄电池所释放的气体进行化学反应且随气体浓度大小不同而产生可变电阻的化学反应试剂；
[0011]其中，所述泄漏气体集气室，用于自动吸入所述铅酸蓄电池由排气阀所释放出来的气体并朝所述气体传感单元方向流动；
[0012]所述气体传感单元，用于在所述气体反应腔吸入所述铅酸蓄电池所释放的气体时，通过所述气体反应腔内的化学反应试剂与所吸入气体进行化学反应后，自动产生相应的电阻值，并通过所述可变电流源自动调节所述平衡电桥结构保持实时平衡，确保所产生的电阻值恒定而不会随所吸入气体的温度变化进行改变，以形成稳定的电压信号输出给所述数据处理分析单元；
[0013]所述数据处理分析单元，用于接收所述气体传感单元所产生的稳定电压信号，以检测出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度。
[0014]其中，所述数据处理分析单元，还用于根据所检测出的气体浓度，判断所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量是否超标。
[0015]其中，通过公式P＝(V
out
‑
k)*FT，计算出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度P；其中，
[0016]V
out
为所述气体传感单元所产生的稳定电压的电压值；k为预设常量；FT为对应所述气体反应腔所预设的量程，其为常量。
[0017]其中，通过公式L＝(V*P/3*1.667*C
10
)*(303/273+t)*p/101，计算出所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量L；其中，
[0018]V为所述铅酸蓄电池的气体发生总量，其通过预设的气体关联表查找出来的；C
10
为所述铅酸蓄电池在10小时放电工况下的额定容量，其为固定值；t为测量时的气体温度；p为测量时的大气压。
[0019]其中，还包括：与所述数据处理分析单元相连的报警单元；其中，
[0020]所述报警单元，用于接收所述数据处理分析单元所产生的报警信号，以实现报警；其中，所述报警信号是所述数据处理分析单元判断出所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量超出预设阈值而认定超标时所产生的。
[0021]本专利技术实施例还提供了一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的方法，其在前述的用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统上实现，所述方法包括以下步骤：
[0022]泄漏气体集气室自动吸入铅酸蓄电池由排气阀所释放出来的气体并朝气体传感单元方向流动；
[0023]所述气体传感单元在气体反应腔吸入铅酸蓄电池所释放的气体时，通过所述气体反应腔内的化学反应试剂与所吸入气体进行化学反应后，自动产生相应的电阻值，并通过可变电流源自动调节平衡电桥结构保持实时平衡，确保所产生的电阻值恒定而不会随所吸
入气体的温度变化进行改变，以形成稳定的电压信号输出给数据处理分析单元；
[0024]所述数据处理分析单元接收所述气体传感单元所产生的稳定电压信号，以检测出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度。
[0025]其中，所述方法进一步包括：
[0026]所述数据处理分析单元根据所检测出的气体浓度，判断所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量是否超标。
[0027]其中，所述方法进一步包括：
[0028]报警单元接收所述数据处理分析单元所产生的报警信号，以实现报警；其中，所述报警信号是所述数据处理分析单元判断出所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量超出预设阈值而认定超标时所产生的。
[0029]其中，通过公式P＝(V
out
‑
k)*FT，计算出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度P；其中，
[0030]V
out
为所述气体传感单元所产生的稳定电压的电压值；k为预设常量；F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，其与具有排气阀的铅酸蓄电池进行配合，其特征在于，包括泄漏气体集气室、气体传感单元和数据处理分析单元；其中，所述泄漏气体集气室为锥形管，其小头套设于所述铅酸蓄电池的排气阀上方，大头上方覆盖有所述气体传感单元；所述气体传感单元包括底座及闭环电路结构；其中，所述底座覆盖于所述泄漏气体集气室的大头的正上方，且其在朝向所述泄漏气体集气室的一侧侧面上固定有所述闭环电路结构；所述闭环电路结构位于所述泄漏气体集气室的大头内并与所述数据处理分析单元建立数据通信，且其上集成有平衡电桥结构以及与所述平衡电桥结构形成闭环连接并用于调节所述平衡电桥结构保持实时平衡的可变电流源；所述平衡电桥结构由三个电阻和形成为可变电阻的气体反应腔组成；所述气体反应腔与所述泄漏气体集气室的大头相导通，并内置有与所述铅酸蓄电池所释放的气体进行化学反应且随气体浓度大小不同而产生可变电阻的化学反应试剂；其中，所述泄漏气体集气室，用于自动吸入所述铅酸蓄电池由排气阀所释放出来的气体并朝所述气体传感单元方向流动；所述气体传感单元，用于在所述气体反应腔吸入所述铅酸蓄电池所释放的气体时，通过所述气体反应腔内的化学反应试剂与所吸入气体进行化学反应后，自动产生相应的电阻值，并通过所述可变电流源自动调节所述平衡电桥结构保持实时平衡，确保所产生的电阻值恒定而不会随所吸入气体的温度变化进行改变，以形成稳定的电压信号输出给所述数据处理分析单元；所述数据处理分析单元，用于接收所述气体传感单元所产生的稳定电压信号，以检测出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度。2.如权利要求1所述的用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，其特征在于，所述数据处理分析单元，还用于根据所检测出的气体浓度，判断所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量是否超标。3.如权利要求2所述的用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，其特征在于，通过公式P＝(V
out
‑
k)*FT，计算出所述铅酸蓄电池所释放的气体浓度P；其中，V
out
为所述气体传感单元所产生的稳定电压的电压值；k为预设常量；FT为对应所述气体反应腔所预设的量程，其为常量。4.如权利要求3所述的用于测量铅酸蓄电池泄漏气体浓度的系统，其特征在于，通过公式L＝(V*P/3*1.667*C
10
)*(303/273+t)*p/101，计算出所述铅酸蓄电池所释放的气体析出量L；其中，V为所述铅酸蓄电池的气体发生总量，其通过预设的气体关联表查找出来的；C
10
为所述铅酸蓄电池在10小时放电工况下的额定容量，其为固定值；t为测量时...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠亮，彭岳云，张淘，曹建伟，周潮，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：