【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于氢气品质检测领域，涉及一种检测方法，具体是一种基于电化学阻抗谱的氢气品质检测方法。
技术介绍
1、近年来，随着经济社会的不断发展，人类对于能源的需求正在不断地增加。但传统的煤，石油，天然气等化石能源一方面既不可再生，短时间内无法得到补充；另一方面传统的通过燃烧化石能源以获得可供人类利用的能量的方式会带来各种污染，带来许多的生态环境问题，是不可持续发展的道路。
2、为了克服上述问题，实现可持续的发展，以氢气为能量来源的氢燃料电池凭借绿色、清洁、高效、高功率密度、低运行温度等优点受到了世界各国的广泛关注。氢气作为氢能燃料电池的燃料，其品质的优劣会对氢燃料电池的输出性能和使用寿命产生重大影响。
3、目前，工业上的制氢手段主要有煤气化制氢、天然气制氢、甲醇重整制氢、电解水制氢等，氢气的来源多样，不同工艺、工序生产出来的氢气品质也不一致。为了保障氢燃料电池的输出性能及使用寿命，我国针对氢气品质出台了如：gb/t3634.2-2011《氢气第二部分：纯氢、高纯氢和超纯氢》、gb/t37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用氢气》等标准。其中，对于gb/t37244-2018标准，其规定了适用于质子交换膜燃料电池车用氢气的品质要求，定义了14种杂质成分与要求范围。但现有的氢气品质检测方法、检测技术对氢气的检测速度较慢、检测成本高昂，且目前能够对氢气进行检测的实验室数量较少，不能实现对氢气品质的快速检测，不能满足对氢气品质检测的精度要求，严重制约了氢燃料电池产业发展。
技术实
1、针对目前氢气品质检测方法存在的上述不足，本专利技术提供了一种基于电化学阻抗谱的氢气品质检测方法，以期能利用氢燃料电池的电化学阻抗谱曲线特性与基于最大熵的分割点快速搜索算法提高氢气品质检测的准确性和可靠性，以期解决现有的检测方法中存在的检测时间长、精确度低的问题。
2、本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
3、本专利技术一种基于电化学阻抗谱的氢气品质检测方法的特点在于，包括如下步骤：
4、s1：建立eis曲线数据库：
5、s1.1：设定微型单片燃料电池的温度为t，并在温度t下向微型单片燃料电池通入纯净氧气与合格品质的氢气后，对微型单片燃料电池施加一定幅值、频率为m的电流信号，从而对微型单片燃料电池进行交流阻抗测试，并同步采集微型单片燃料电池的电压信号、电流信号，进而得到微型单片燃料电池在频率m下的阻抗值；
6、s1.2：改变电流信号的频率为n后，按照s1.1的过程得到微型单片燃料电池在频率n下的阻抗值；从而绘制在合格氢气品质下的电化学阻抗谱曲线，其中，m>n；
7、s1.3：将通入的氢气的品质改变为不合格后，按照s1.1和s1.2的过程，从而得到在不合格氢气品质下的电化学阻抗谱曲线；
8、s1.4：改变温度t后，按照s1.1-s1.3的过程进行测试，从而得到n条电化学阻抗谱曲线，并完成eis曲线数据库的建立；
9、s2：建立评价因子：
10、s2.1：计算第i条电化学阻抗谱曲线的角度特征进而得到角度特征序列其中，∠表示取角度操作，zi(m)表示第i条电化学阻抗谱曲线在频率m下的阻抗值，zi(n)表示第i条电化学阻抗谱曲线在频率n下的阻抗值；
11、s2.2：对角度特征序列逐一进行归一化处理，得到eis曲线的评价因子组[x1,x2,...,xi,...,xn]；其中，xi表示第i条电化学阻抗谱曲线的评价因子，令xmax表示eis曲线的评价因子组中评价因子的最大值，max∈[1,n]，xmin表示eis曲线的评价因子组中评价因子的最小值，min∈[1,n]；
12、s3：利用基于最大熵的分割点快速搜索算法搜索最优分割点
13、s3.1：定义t为当前搜索次数，设置最大搜索次数为tmax，初始化t＝1；
14、s3.2：定义第t次搜索时的搜索步长为δxt；
15、定义并初始化搜索步长的上限值δxmax＝1，下限值其中，xj表示第j条电化学阻抗谱曲线的评价因子，i≠j；
16、初始化δxt＝δxmax；
17、s3.3：定义并初始化相邻两次搜索获得的总信息熵之差的阈值为δh，其中，表示第t次搜索时的总信息熵，表示第t-1次搜索时的总信息熵；当t＝1时，令
18、
19、s3.4：定义k为搜索编号；
20、s3.5：在第t次搜索开始时，初始化k＝0；
21、设置搜索编号k的上限其中，f()为向上取整运算；
22、s3.6：计算第t次搜索时第k个搜索编号的分割点
23、s3.7：初始化i＝1；
24、s3.8：若则将xi划为a类评价因子，否则，将xi划为b类评价因子；其中，a类评价因子表示合格氢气的eis曲线的评价因子，b类评价因子表示不合格氢气的eis曲线的评价因子；
25、s3.9：将i+1赋值给i后，返回s3.8，直到i>n为止，从而得到第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的a类评价因子和b类评价因子；
26、s3.10：根据分割点利用式(1)计算第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的a类评价因子的信息熵ht,k,a；
27、
28、式(1)中，p(ξ)表示第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的a类评价因子和b类评价因子中的评价因子取值为ξ的概率，并由式(2)得到，ξ表示常数；表示划分后的a类评价因子和b类评价因子中的评价因子取值小于分割点取值的概率，并由式(3)得到；
29、
30、
31、式(2)中，nξ代表第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的a类评价因子和b类评价因子中的评价因子取值为ξ的数量；
32、s3.11：根据分割点利用式(4)计算第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的b类评价因子的信息熵ht,k,b；
33、
34、s3.12：利用式(5)计算第t次搜索时，由第k个搜索编号的分割点划分后的总信息熵
35、
36、s3.13：将k+1赋值给k后，返回s3.6顺序执行，直到k＞kmax为止，从而得到下所对应的总信息熵
37、s3.14：取中最大值为则对应的分割点记为
38、s3.15：计算第t次搜索信息熵的差值并判断δht＜δh或t≥tmax是否成立，若成立，则满足结束条件，结束搜索，转入s3.16，否则，按式(6)生成第t+1次搜索的步长δxt+1，并将t+1赋值给t，然后转入s3.5；
39、
40、s3.16：选取和中的较大值作为eis曲线的评价因子组[x1,x2,...,xi,...,xn]的最大信息熵则对应的分割点为最优分割点，记为
41、s4：待测氢气现场的检测；...
【技术保护点】
1.一种基于电化学阻抗谱的氢气品质检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述氢气品质检测方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述氢气品质检测方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于电化学阻抗谱的氢气品质检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述氢气品质检测方法的程序，所述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。