一種高壓電解水控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓電解水控制系統(tǒng)及其控制方法，包括電極電流采集模塊、電極電壓采集模塊、液位測(cè)量模塊、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電極電位轉(zhuǎn)換模塊、電極電流控制模塊、加水控制模塊、開(kāi)關(guān)控制模塊、顯示模塊和電極端子；數(shù)據(jù)處理模塊的輸入端分別與電極電流采集模塊、電極電壓采集模塊、液位測(cè)量模塊、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊連接，輸出端分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊、電極電流控制模塊、加水控制模塊、開(kāi)關(guān)控制模塊和顯示模塊連接；電極端子分別與電極電流采集模塊和電極電壓采集模塊連接，并分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊和電極電流控制模塊連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了高壓電解水裝置的自動(dòng)運(yùn)行，解決了手動(dòng)工作效率低、且不適宜工業(yè)化生產(chǎn)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種高壓電解水控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于高壓電解水技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓電解水儀器自動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于其高能量密度及零排放(不排放任何溫室效應(yīng)氣體)，氫氣已被列為潛在的清潔能源燃料，同時(shí)氫燃料可以通過(guò)氫燃料電池的方式驅(qū)動(dòng)各類電子設(shè)備及電驅(qū)動(dòng)車。隨著氫燃料的飛速發(fā)展，電解制氫也逐漸步入工業(yè)化，從而取代傳統(tǒng)的蒸汽重整制氫的方法來(lái)消除對(duì)天然氣的依賴性。其中，現(xiàn)有的一種電解水裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電解槽、電極、氫氣倉(cāng)、氧氣倉(cāng)、氫氣瓶、氧氣瓶、高壓水箱、手動(dòng)開(kāi)關(guān)Kl?K7以及輸氣管。如圖1所不:電極安裝在電解槽中；氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)頂部分別通過(guò)輸氣管與電解槽頂部相連，由開(kāi)關(guān)Kl和K2控制輸氣管的導(dǎo)通狀態(tài)，該輸氣管為氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的進(jìn)氣管;氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)底部分別通過(guò)連通管與電解槽底部和高壓水箱底部相連，由開(kāi)關(guān)K7控制高壓水箱的開(kāi)閉狀態(tài);氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)頂部分別通過(guò)輸氣管與氫氣瓶和氧氣瓶鏈接，由開(kāi)關(guān)K3和K4控制輸氣管的導(dǎo)通狀態(tài)，該輸氣管為氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的出氣管；由開(kāi)關(guān)K5和K6控制氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)與外界的導(dǎo)通狀態(tài);氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)的進(jìn)氣管口低于其出氣管口，且其進(jìn)氣管口低于開(kāi)關(guān)Kl和K2。所用的電解電極為一種從烏克蘭引進(jìn)的具有化學(xué)活性的鐵鎳合金材料，此電極在堿性溶液中接通0.4?1.4V的正向電壓時(shí)產(chǎn)生氫氣，接通0.6?1.6V的反向電壓時(shí)產(chǎn)生氧氣，工作時(shí)釋放氫氣和氧氣具有時(shí)空分離性，產(chǎn)生的氣體儲(chǔ)存壓強(qiáng)可高達(dá)10?15MPa，是一種單電解槽電解水裝置。裝置在產(chǎn)生氫氣時(shí)先打開(kāi)手動(dòng)開(kāi)關(guān)Kl和K3而關(guān)閉其他開(kāi)關(guān)，再接通電源，在產(chǎn)生氧氣時(shí)先打開(kāi)手動(dòng)開(kāi)關(guān)K2和K4而關(guān)閉其他開(kāi)關(guān)，再接通電源，在加水時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)K1、K2、Κ5、Κ6和Κ7而關(guān)閉開(kāi)關(guān)Κ3和Κ4，氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位在高于開(kāi)關(guān)Kl和Κ2且低于其出氣管口為正常液位高度。此儀器在工作時(shí)完全手動(dòng)控制，不僅不適宜于工業(yè)化生產(chǎn)，而且電源電壓控制不好容易出現(xiàn)同時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣的情況而發(fā)生危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種可以實(shí)現(xiàn)高壓電解水儀器自動(dòng)工作的控制系統(tǒng)及其控制方法。該系統(tǒng)是專門用于控制單電解槽電解水裝置自動(dòng)工作的電控系統(tǒng)。將該裝置的手動(dòng)開(kāi)關(guān)全部改為電磁閥開(kāi)關(guān)，由控制系統(tǒng)控制，并將外加的手動(dòng)調(diào)壓電源改為控制系統(tǒng)中的電極電流控制模塊7自動(dòng)控制，另外加水等過(guò)程也是自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)儀器工作的完全自動(dòng)化。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種高壓電解水控制系統(tǒng)，包括電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5、電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9、顯示模塊1和電極端子11 ；所述的數(shù)據(jù)處理模塊5的輸入端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4連接，輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9和顯示模塊10連接;所述的電極端子11通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊I和電極電壓采集模塊2連接，并通過(guò)通電導(dǎo)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊6和電極電流控制模塊7連接;所述的液位測(cè)量模塊3由兩個(gè)液位傳感器12及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)壁;所述的氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4由兩個(gè)FSR402氣體壓強(qiáng)傳感器13及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)頂部;所述的開(kāi)關(guān)控制模塊9由第一控制電路、第二控制電路、第三控制電路、第四控制電路、第五控制電路和第六控制電路組成，分別控制第一電磁閥開(kāi)關(guān)15、第二電磁閥開(kāi)關(guān)16、第三電磁閥開(kāi)關(guān)17、第四電磁閥開(kāi)關(guān)18、第五電磁閥開(kāi)關(guān)19和第六電磁閥開(kāi)關(guān)20的導(dǎo)通狀態(tài);所述的電極端子11與電解槽內(nèi)的電極正負(fù)極14相連接。
[0006]電極電流采集模塊I由ACS712型電流傳感器22和0P07型運(yùn)算放大器23組成，ACS712型電流傳感器22的輸入端與電解槽中的電極串聯(lián)，采集通過(guò)電極的電流信號(hào)，然后將電流信號(hào)輸送給與電流傳感器的輸出端相連接的0P07型運(yùn)算放大器23，經(jīng)放大后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5 ；
[0007]電極電壓采集模塊2由兩個(gè)0P07型運(yùn)算放大器23及其輔助電路組成，分別連接于電解槽中的電極正極和負(fù)極上，負(fù)責(zé)采集電極兩端的電壓信號(hào)并放大，然后將電壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5 ；
[0008]液位測(cè)量模塊3由自制的液位傳感器構(gòu)成，此液位傳感器輸出0-3.3V電壓，可測(cè)量0-20cm的液位高度，具有比現(xiàn)有液位傳感器體積小、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，該模塊負(fù)責(zé)采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位信息，然后將液位信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5 ；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊5由STM32F103C8T6型單片機(jī)25和AD7606型電壓采集芯片24組成，AD7606型電壓采集芯片24負(fù)責(zé)接收電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4傳輸?shù)哪M電壓信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)傳輸給STM32F103C8T6單片機(jī)25，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后由單片機(jī)的I/O端口控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、加水控制模塊8和開(kāi)關(guān)控制模塊9進(jìn)行相應(yīng)工作，由單片機(jī)的TIM 口輸出的具有特定頻率和占空比的PWM波控制電極電流控制模塊7為電解槽中的電極提供相應(yīng)的電流信號(hào)，由單片機(jī)的CAN通訊端口控制顯示模塊10進(jìn)行信息顯示；
[0010]電極電位轉(zhuǎn)換模塊6由TLP250型光電耦合器26、NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28和輔助電路組成，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)25給電極電位轉(zhuǎn)換模塊6輸出高電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電解槽中的電極電位為反接狀態(tài)，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)25給電極電位轉(zhuǎn)換模塊6輸出低電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電解槽中的電極電位為正接狀態(tài)；
[0011]電極電流控制模塊7由TLP250型光電耦合器26、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28、電感29和穩(wěn)壓電容30組成，STM32F103C8T6單片機(jī)25的??Μ 口輸出的PffM波經(jīng)TLP250型光電耦合器26增大幅值后控制IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28間歇性導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)電感29和穩(wěn)壓電容30的穩(wěn)壓作用為電極提供相應(yīng)的電壓信號(hào)，但該電壓信號(hào)是以設(shè)定的電流參數(shù)和電極電流采集模塊I采集的電流信號(hào)為基礎(chǔ)的，所以相當(dāng)于恒流源為電極提供恒定電流；
[0012]加水控制模塊8由第七電磁閥開(kāi)關(guān)21和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27組成。開(kāi)關(guān)控制模塊9由6個(gè)控制電路組成，每個(gè)控制電路由電磁閥開(kāi)關(guān)和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27組成。當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊5對(duì)其發(fā)出的控制信號(hào)為高電平時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管27導(dǎo)通，相應(yīng)的電磁閥開(kāi)關(guān)打開(kāi)；當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管截止，相應(yīng)的電磁閥開(kāi)關(guān)關(guān)閉；
[0013]顯示模塊10由STM32F103C8T6單片機(jī)和XY19264A點(diǎn)陣屏組成(圖中未標(biāo)出)，負(fù)責(zé)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括運(yùn)行狀態(tài)、產(chǎn)生的氣體種類、液位高度、電極電壓、電極電流和氣體壓強(qiáng)等信息；
[0014]一種高壓電解水控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0015]A、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度:
[0016]氫氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器12和氧氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5，因?yàn)樵摳邏弘娊馑b置不允許電解槽內(nèi)液面低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15和第二電磁閥開(kāi)關(guān)16，所以需要先檢測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)液位的高度，確定是否允許正常工作，如果液位低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)16，則由加水控制模塊8控制水箱向系統(tǒng)加水；
[0017]B、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng):
[0018]雖然該高壓電解水裝置產(chǎn)生的氣體儲(chǔ)存壓強(qiáng)允許較大，但壓強(qiáng)過(guò)大會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，氫氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器13和氧氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器13實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)是否低于lOMPa，以便確定儀器是否允許正常工作，如果氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)高于lOMPa，則數(shù)據(jù)處理模塊5控制顯示模塊10顯示“氣體壓強(qiáng)過(guò)大”的警示字符，并停止高壓電解水裝置工作的進(jìn)行，等待更換氧氣瓶和氫氣瓶；
[0019]C、加水控制模塊控制水箱向系統(tǒng)加水:
[0020]當(dāng)采集到氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)液位高度低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)16時(shí)，該裝置產(chǎn)生的氫氣和氧氣會(huì)在電解槽混合，氫氣和氧氣混合可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以需要加水控制模塊8及時(shí)控制水箱向裝置加水至液位低于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的出氣管口，以保證系統(tǒng)正常工作；
[0021]D、開(kāi)關(guān)控制模塊控制相應(yīng)電磁閥開(kāi)關(guān)打開(kāi):
[0022]系統(tǒng)停止工作、加水、運(yùn)行釋放氫氣和運(yùn)行釋放氧氣時(shí)所需要打開(kāi)和關(guān)閉的開(kāi)關(guān)不同:停止工作時(shí)，需要關(guān)閉所有電磁閥開(kāi)關(guān);加水時(shí)，需要關(guān)閉第三電磁閥開(kāi)關(guān)17和第四電磁閥開(kāi)關(guān)18，打開(kāi)其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氫氣時(shí)，需要打開(kāi)第一電磁閥開(kāi)關(guān)15和第三電磁閥開(kāi)關(guān)17，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氧氣時(shí)，打開(kāi)第二電磁閥開(kāi)關(guān)16和第四電磁閥開(kāi)關(guān)18，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān)；
[0023]E、轉(zhuǎn)換電極電位:
[0024]電極在電源正接時(shí)產(chǎn)生氫氣，在電源反接時(shí)產(chǎn)生氧氣，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電源對(duì)電極進(jìn)行正接和反接間隔性交替工作，使儀器產(chǎn)生氫氣和氧氣的時(shí)空分離開(kāi)；
[0025]F、控制電極電流:
[0026]電極相當(dāng)于一個(gè)可變負(fù)載，當(dāng)電極長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生同一種氣體時(shí)，其電阻值會(huì)增大，電極通過(guò)的電流越大，產(chǎn)生氣體的速率就越快，電極在正接、電壓為0.4-1.4V時(shí)產(chǎn)生氫氣，在反接、電壓為0.6-1.6V時(shí)產(chǎn)生氧氣，所以要由電極電流控制模塊7控制通過(guò)電極的電流參數(shù)。開(kāi)始時(shí)使電極電壓大于所產(chǎn)生氣體要求的電壓下限，控制電流穩(wěn)定不變，隨著氣體的產(chǎn)生，電極電阻變大，電壓上升，當(dāng)電壓達(dá)到所產(chǎn)生氣體要求的電壓上限時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體，并重復(fù)這一過(guò)程。在正常電壓范圍內(nèi)，為了提高儀器產(chǎn)生氣體的速率，可適當(dāng)增大通過(guò)電極的電流參數(shù)；
[0027]G、采集電極的電壓信息:
[0028]當(dāng)系統(tǒng)控制電極電位正接、電壓小于0.4V或大于1.4V以及電極電位反接、電壓小于0.6V或大于1.6V時(shí)，可能不產(chǎn)生氣體或產(chǎn)生混合氣體，系統(tǒng)不能正常工作，電極電壓采集模塊2實(shí)時(shí)采集電極的電壓信息，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5處理；當(dāng)電壓低于正常電壓范圍時(shí)，由電極電流控制模塊7控制通過(guò)電極的電流增大，當(dāng)電壓高于正常電壓范圍時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體；
[0029]H、數(shù)據(jù)顯示:
[0030]對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)控制以及系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，其各個(gè)部分所處的工作狀態(tài)并不直觀，由數(shù)據(jù)處理模塊5對(duì)各個(gè)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將結(jié)果傳輸給顯示模塊10進(jìn)行信息顯示；
[0031]1、數(shù)據(jù)處理:
[0032]數(shù)據(jù)處理模塊5根據(jù)電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4傳輸?shù)碾姌O電流信息、電極電壓信息、氫氣倉(cāng)液位信息、氧氣倉(cāng)液位信息、氫氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息和氧氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息等與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9和顯示模塊10進(jìn)行相應(yīng)工作。
[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0034]由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了這種新型高壓電解水裝置的全程自動(dòng)化，提高了裝置的工作效率，同時(shí)也提高了裝置運(yùn)行過(guò)程中的安全性，使該裝置適用于高壓電解水的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0035]不僅使該裝置適用于工業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，而且對(duì)電極電壓和電流以及氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)實(shí)時(shí)采集，進(jìn)行及時(shí)控制，增加了儀器運(yùn)行的安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為現(xiàn)有的一種高壓電解水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明的一種高壓電解水控制系統(tǒng)的流程圖；
[0038]圖3為本發(fā)明的一種高壓電解水儀器裝置加入控制系統(tǒng)后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明的一種高壓電解水控制系統(tǒng)的信號(hào)采集模塊電路圖；
[0040]圖5為本發(fā)明的一種高壓電解水控制系統(tǒng)的信號(hào)控制模塊電路圖；
[0041 ]圖中:1、電極電流采集模塊，2、電極電壓采集模塊，3、液位測(cè)量模塊，4、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊，5、數(shù)據(jù)處理模塊，6、電極電位轉(zhuǎn)換模塊，7、電極電流控制模塊，8、加水控制模塊，
9、開(kāi)關(guān)控制模塊，10、顯不模塊，11、電極端子，12、液位傳感器，13、FSR402氣體壓強(qiáng)傳感器，
14、電極正負(fù)極，15、第一電磁閥開(kāi)關(guān)，16、第二電磁閥開(kāi)關(guān)，17、第三電磁閥開(kāi)關(guān)，18、第四電磁閥開(kāi)關(guān)，19、第五電磁閥開(kāi)關(guān)，20、第六電磁閥開(kāi)關(guān)，21、第七電磁閥開(kāi)關(guān)，22、ACS712型電流傳感器，23、0P07型運(yùn)算放大器，24、AD7606型電壓采集芯片，25、STM32F103C8T6型單片機(jī)，26、TLP250型光電耦合器，27、NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管，28、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管，29、電感，30、穩(wěn)壓電容。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0043]如圖2所示，一種高壓電解水控制系統(tǒng)，包括電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5、電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9、顯示模塊10和電極端子11 ；所述的數(shù)據(jù)處理模塊5的輸入端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4連接，輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9和顯示模塊10連接;所述的電極端子11通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊I和電極電壓采集模塊2連接，并通過(guò)通電導(dǎo)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊6和電極電流控制模塊7連接;如圖3所示，所述的液位測(cè)量模塊3由兩個(gè)液位傳感器12及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)壁；所述的氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4由兩個(gè)FSR402氣體壓強(qiáng)傳感器13及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)頂部;所述的開(kāi)關(guān)控制模塊9由第一控制電路、第二控制電路、第三控制電路、第四控制電路、第五控制電路和第六控制電路組成，分別控制第一電磁閥開(kāi)關(guān)15、第二電磁閥開(kāi)關(guān)16、第三電磁閥開(kāi)關(guān)
17、第四電磁閥開(kāi)關(guān)18、第五電磁閥開(kāi)關(guān)19和第六電磁閥開(kāi)關(guān)20的導(dǎo)通狀態(tài);所述的電極端子11與電解槽內(nèi)的電極正負(fù)極14相連接。
[0044]如圖4所示，電極電流采集模塊I由ACS712型電流傳感器22和0P07型運(yùn)算放大器23組成，ACS712型電流傳感器22的輸入端與電解槽中的電極串聯(lián)，采集通過(guò)電極的電流信號(hào)，然后將電流信號(hào)輸送給與其輸出端相連接的0P07型運(yùn)算放大器23，經(jīng)放大后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5;
[0045]電極電壓采集模塊2由兩個(gè)0P07型運(yùn)算放大器23及其輔助電路組成，分別連接于電解槽中的電極正極和負(fù)極上，負(fù)責(zé)采集電極兩端的電壓信號(hào)并放大，然后將電壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5 ；
[0046]液位測(cè)量模塊3由自制的液位傳感器構(gòu)成，此液位傳感器輸出0-3.3V電壓，可測(cè)量0-20cm的液位高度，具有比現(xiàn)有液位傳感器體積小、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，該模塊負(fù)責(zé)采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位信息，然后將液位信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5 ；
[0047]數(shù)據(jù)處理模塊5由STM32F103C8T6型單片機(jī)25和AD7606型電壓采集芯片24組成，AD7606型電壓采集芯片24負(fù)責(zé)接收電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4傳輸?shù)哪M電壓信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)傳輸給STM32F103C8T6單片機(jī)25，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后由單片機(jī)的I/O端口控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、加水控制模塊8和開(kāi)關(guān)控制模塊9進(jìn)行相應(yīng)工作，由單片機(jī)的TIM 口輸出的具有特定頻率和占空比的PWM波控制電極電流控制模塊7為電解槽中的電極提供相應(yīng)的電流信號(hào)，由單片機(jī)的CAN通訊端口控制顯示模塊10進(jìn)行信息顯示；
[0048]如圖5所示，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6由TLP250型光電耦合器26、NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28和輔助電路組成，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)25給電極電位轉(zhuǎn)換模塊6輸出高電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電解槽中的電極電位為反接狀態(tài)，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)25給電極電位轉(zhuǎn)換模塊6輸出低電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電解槽中的電極電位為正接狀態(tài)；
[0049]電極電流控制模塊7由TLP250型光電耦合器26、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28、電感29和穩(wěn)壓電容30組成，STM32F103C8T6單片機(jī)25的??Μ 口輸出的PffM波經(jīng)TLP250型光電耦合器26增大幅值后控制IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管28間歇性導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)電感29和穩(wěn)壓電容30的穩(wěn)壓作用為電極提供相應(yīng)的電壓信號(hào)，但該電壓信號(hào)是以設(shè)定的電流參數(shù)和電極電流采集模塊I采集的電流信號(hào)為基礎(chǔ)的，所以相當(dāng)于恒流源為電極提供恒定電流；
[0050]加水控制模塊8由第七電磁閥開(kāi)關(guān)21和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27組成。開(kāi)關(guān)控制模塊9由6個(gè)控制電路組成，每個(gè)控制電路由電磁閥開(kāi)關(guān)和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管27組成。當(dāng)數(shù)據(jù)處理模塊5對(duì)其發(fā)出的控制信號(hào)為高電平時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管27導(dǎo)通，相應(yīng)的電磁閥開(kāi)關(guān)打開(kāi)；當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管截止，相應(yīng)的電磁閥開(kāi)關(guān)關(guān)閉；
[0051 ] 顯示模塊10由STM32F103C8T6單片機(jī)和XY19264A點(diǎn)陣屏組成(圖中未標(biāo)出)，負(fù)責(zé)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，包括運(yùn)行狀態(tài)、產(chǎn)生的氣體種類、液位高度、電極電壓、電極電流和氣體壓強(qiáng)等信息；
[0052]一種高壓電解水控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0053]A、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度:
[0054]氫氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器12和氧氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5，因?yàn)樵摳邏弘娊馑b置不允許電解槽內(nèi)液面低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15和第二電磁閥開(kāi)關(guān)16，所以需要先檢測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)液位的高度，確定是否允許正常工作，如果液位低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)16，則由加水控制模塊8控制水箱向系統(tǒng)加水；
[0055]B、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng):
[0056]雖然該高壓電解水裝置產(chǎn)生的氣體儲(chǔ)存壓強(qiáng)允許較大，但壓強(qiáng)過(guò)大會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，氫氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器13和氧氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器13實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)是否低于lOMPa，以便確定儀器是否允許正常工作，如果氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)高于lOMPa，則數(shù)據(jù)處理模塊5控制顯示模塊10顯示“氣體壓強(qiáng)過(guò)大”的警示字符，并停止高壓電解水裝置工作的進(jìn)行，等待更換氧氣瓶和氫氣瓶；
[0057]C、加水控制模塊控制水箱向系統(tǒng)加水:
[0058]當(dāng)采集到氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)液位高度低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)15或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)16時(shí)，該裝置產(chǎn)生的氫氣和氧氣會(huì)在電解槽混合，氫氣和氧氣混合可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以需要加水控制模塊8及時(shí)控制水箱向裝置加水至液位低于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的出氣管口，以保證系統(tǒng)正常工作；
[0059]D、開(kāi)關(guān)控制模塊控制相應(yīng)電磁閥開(kāi)關(guān)打開(kāi):
[0060]系統(tǒng)停止工作、加水、運(yùn)行釋放氫氣和運(yùn)行釋放氧氣時(shí)所需要打開(kāi)和關(guān)閉的開(kāi)關(guān)不同:停止工作時(shí)，需要關(guān)閉所有電磁閥開(kāi)關(guān);加水時(shí)，需要關(guān)閉第三電磁閥開(kāi)關(guān)17和第四電磁閥開(kāi)關(guān)18，打開(kāi)其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氫氣時(shí)，需要打開(kāi)第一電磁閥開(kāi)關(guān)15和第三電磁閥開(kāi)關(guān)17，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氧氣時(shí)，打開(kāi)第二電磁閥開(kāi)關(guān)16和第四電磁閥開(kāi)關(guān)18，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān)；
[0061 ] E、轉(zhuǎn)換電極電位:
[0062]電極在電源正接時(shí)產(chǎn)生氫氣，在電源反接時(shí)產(chǎn)生氧氣，電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制電源對(duì)電極進(jìn)行正接和反接間隔性交替工作，使儀器產(chǎn)生氫氣和氧氣的時(shí)空分離開(kāi)；
[0063]F、控制電極電流:
[0064]電極相當(dāng)于一個(gè)可變負(fù)載，當(dāng)電極長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生同一種氣體時(shí)，其電阻值會(huì)增大，電極通過(guò)的電流越大，產(chǎn)生氣體的速率就越快，電極在正接、電壓為0.4?1.4V時(shí)產(chǎn)生氫氣，在反接、電壓為0.6?1.6V時(shí)產(chǎn)生氧氣，所以要由電極電流控制模塊7控制通過(guò)電極的電流參數(shù)。開(kāi)始時(shí)使電極電壓大于所產(chǎn)生氣體要求的電壓下限，控制電流穩(wěn)定不變，隨著氣體的產(chǎn)生，電極電阻變大，電壓上升，當(dāng)電壓達(dá)到所產(chǎn)生氣體要求的電壓上限時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體，并重復(fù)這一過(guò)程。在正常電壓范圍內(nèi)，為了提高儀器產(chǎn)生氣體的速率，可適當(dāng)增大通過(guò)電極的電流參數(shù)；
[0065]G、采集電極的電壓信息:
[0066]當(dāng)系統(tǒng)控制電極電位正接、電壓小于0.4V或大于1.4V以及電極電位反接、電壓小于0.6V或大于1.6V時(shí)，可能不產(chǎn)生氣體或產(chǎn)生混合氣體，系統(tǒng)不能正常工作，電極電壓采集模塊2實(shí)時(shí)采集電極的電壓信息，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊5處理。當(dāng)電壓低于正常電壓范圍時(shí)，由電極電流控制模塊7控制通過(guò)電極的電流增大，當(dāng)電壓高于正常電壓范圍時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊6控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體；
[0067]H、數(shù)據(jù)顯示:
[0068]對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)控制以及系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，其各個(gè)部分所處的工作狀態(tài)并不直觀，由數(shù)據(jù)處理模塊5對(duì)各個(gè)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將結(jié)果傳輸給顯示模塊10進(jìn)行信息顯示；
[0069]1、數(shù)據(jù)處理:
[0070]數(shù)據(jù)處理模塊5根據(jù)電極電流采集模塊1、電極電壓采集模塊2、液位測(cè)量模塊3和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊4傳輸?shù)碾姌O電流信息、電極電壓信息、氫氣倉(cāng)液位信息、氧氣倉(cāng)液位信息、氫氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息和氧氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息等與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊6、電極電流控制模塊7、加水控制模塊8、開(kāi)關(guān)控制模塊9和顯示模塊10進(jìn)行相應(yīng)工作。
[0071]以下通過(guò)附圖對(duì)高壓電解水的氣體純度作進(jìn)一步的描述:
[0072]如圖3所示，當(dāng)電極釋放完氫氣后開(kāi)始釋放氧氣時(shí)，水中有部分氫氣并未完全釋放出電解槽，為了盡量提高電解水生成的氣體的純度，選擇在電極釋放完氫氣后停止工作5秒，為產(chǎn)生的氫氣被輸出電解槽提供充足的時(shí)間。同樣，當(dāng)電極釋放完氧氣后開(kāi)始釋放氫氣時(shí)也是如此。
[0073]以下通過(guò)附圖對(duì)高壓電解水的流程完整性作進(jìn)一步的描述:
[0074]如圖4和圖5所示，單片機(jī)不僅接收采集模塊采集的數(shù)據(jù)信息，也會(huì)接收外部按鍵通過(guò)外部中斷輸入的控制信號(hào)，以便對(duì)儀器的工作進(jìn)行外部控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:包括電極電流采集模塊(I)、電極電壓采集模塊(2)、液位測(cè)量模塊(3)、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)、電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)、電極電流控制模塊(7)、加水控制模塊(8)、開(kāi)關(guān)控制模塊(9)、顯示模塊(1)和電極端子(11);所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)的輸入端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊(1)、電極電壓采集模塊(2)、液位測(cè)量模塊(3)、氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊(4)連接，輸出端通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)、電極電流控制模塊(7)、加水控制模塊(8)、開(kāi)關(guān)控制模塊(9)和顯示模塊(10)連接;所述的電極端子(11)通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與電極電流采集模塊(I)和電極電壓采集模塊(2)連接，并通過(guò)通電導(dǎo)線分別與電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)和電極電流控制模塊(7)連接;所述的液位測(cè)量模塊(3)由兩個(gè)液位傳感器(12)及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)壁;所述的氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊(4)由兩個(gè)FSR402氣體壓強(qiáng)傳感器(13)及其輔助電路組成，分別置于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)頂部;所述的開(kāi)關(guān)控制模塊(9)由第一控制電路、第二控制電路、第三控制電路、第四控制電路、第五控制電路和第六控制電路組成，分別控制第一電磁閥開(kāi)關(guān)(15)、第二電磁閥開(kāi)關(guān)(16)、第三電磁閥開(kāi)關(guān)(17)、第四電磁閥開(kāi)關(guān)(18)、第五電磁閥開(kāi)關(guān)(19)和第六電磁閥開(kāi)關(guān)(20)的導(dǎo)通狀態(tài);所述的電極端子(11)與電解槽內(nèi)的電極正負(fù)極(14)相連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電極電流采集模塊(I)由ACS712型電流傳感器(22)和0P07型運(yùn)算放大器(23)組成，ACS712型電流傳感器(22)的輸入端與電解槽中的電極串聯(lián)，采集通過(guò)電極的電流信號(hào)，然后將電流信號(hào)輸送給與電流傳感器的輸出端相連接的OP07型運(yùn)算放大器(23)，經(jīng)放大后傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(5)。3.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電極電壓采集模塊(2)由兩個(gè)0P07型運(yùn)算放大器(23)及其輔助電路組成，分別連接于電解槽中的電極正極和負(fù)極上，負(fù)責(zé)采集電極兩端的電壓信號(hào)并放大，然后將電壓信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(5)。4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的液位測(cè)量模塊(3)由自制的液位傳感器構(gòu)成，此液位傳感器輸出0-3.3V電壓，可測(cè)量0-20cm的液位高度，該模塊負(fù)責(zé)采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位信息，然后將液位信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(5)。5.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)由STM32F103C8T6型單片機(jī)(25)和AD7606型電壓采集芯片(24)組成，AD7606型電壓采集芯片(24)負(fù)責(zé)接收電極電流采集模塊(I)、電極電壓采集模塊(2)、液位測(cè)量模塊(3)和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊(4)傳輸?shù)哪M電壓信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號(hào)傳輸給STM32F103C8T6型單片機(jī)(25)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后由單片機(jī)的I/0端口控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)、加水控制模塊(8)和開(kāi)關(guān)控制模塊(9)進(jìn)行相應(yīng)工作，由單片機(jī)的TIM口輸出的具有特定頻率和占空比的PWM波控制電極電流控制模塊(7)為電解槽中的電極提供相應(yīng)的電流信號(hào)，由單片機(jī)的CAN通訊端口控制顯示模塊(1)進(jìn)行信息顯示。6.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)由TLP250型光電耦合器(26)、NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管(27)、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管(28)和輔助電路組成，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)(25)給電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)輸出高電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)控制電解槽中的電極電位為反接狀態(tài)，當(dāng)STM32F103C8T6單片機(jī)(25)給電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)輸出低電平時(shí)，電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)控制電解槽中的電極電位為正接狀??τ O7.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電極電流控制模塊(7)由TLP250型光電耦合器(26)、IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管(28)、電感(29)和穩(wěn)壓電容(30)組成，STM32F103C8T6型單片機(jī)(25)的??Μ 口輸出的PffM波經(jīng)TLP250型光電耦合器(26)增大幅值后控制IRF3205型場(chǎng)效應(yīng)管(28)間歇性導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)電感(29)和穩(wěn)壓電容(30)的穩(wěn)壓作用為電極提供相應(yīng)的電壓信號(hào)，但該電壓信號(hào)是以設(shè)定的電流參數(shù)和電極電流采集模塊(I)采集的電流信號(hào)為基礎(chǔ)的，所以相當(dāng)于恒流源為電極提供恒定電流。8.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的加水控制模塊(8)由第七電磁閥開(kāi)關(guān)(21)和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管(27)組成;開(kāi)關(guān)控制模塊(9)由6個(gè)控制電路組成，每個(gè)控制電路由電磁閥開(kāi)關(guān)和NIF5002型場(chǎng)效應(yīng)管(27)組成。9.如權(quán)利要求(I)所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的顯示模塊(10)由STM32F103C8T6型單片機(jī)和XY19264A點(diǎn)陣屏組成。10.如權(quán)利要求1所述的一種高壓電解水控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: A、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度: 氫氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器和氧氣倉(cāng)內(nèi)的液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的液位高度，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(5)，先檢測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)內(nèi)液位的高度，確定是否允許正常工作，如果液位低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)(15)或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)(16)，則由加水控制模塊(8)控制水箱向系統(tǒng)加水； B、采集氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng): 氫氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器和氧氣倉(cāng)內(nèi)的氣壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)是否低于lOMPa，以便確定儀器是否允許正常工作，如果氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)的氣體壓強(qiáng)高于.lOMPa，則數(shù)據(jù)處理模塊(5)控制顯示模塊(10)顯示“氣體壓強(qiáng)過(guò)大”的警示字符，并停止高壓電解水裝置工作的進(jìn)行，更換氧氣瓶和氫氣瓶； C、加水控制模塊控制水箱向系統(tǒng)加水:當(dāng)采集到氫氣倉(cāng)或氧氣倉(cāng)液位高度低于第一電磁閥開(kāi)關(guān)(15)或者第二電磁閥開(kāi)關(guān)(16)時(shí)，加水控制模塊(8)控制水箱向裝置加水至液位低于氫氣倉(cāng)和氧氣倉(cāng)的出氣管口，以保證系統(tǒng)正常工作； D、開(kāi)關(guān)控制模塊控制相應(yīng)電磁閥開(kāi)關(guān)打開(kāi): 系統(tǒng)停止工作、加水、運(yùn)行釋放氫氣和運(yùn)行釋放氧氣時(shí)所需要打開(kāi)和關(guān)閉的開(kāi)關(guān)不同:停止工作時(shí)，需要關(guān)閉所有電磁閥開(kāi)關(guān);加水時(shí)，需要關(guān)閉第三電磁閥開(kāi)關(guān)(17)和第四電磁閥開(kāi)關(guān)(18)，打開(kāi)其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氫氣時(shí)，需要打開(kāi)第一電磁閥開(kāi)關(guān)(15)和第三電磁閥開(kāi)關(guān)(17)，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān);運(yùn)行釋放氧氣時(shí)，打開(kāi)第二電磁閥開(kāi)關(guān)(16)和第四電磁閥開(kāi)關(guān)(18)，關(guān)閉其他所有電磁閥開(kāi)關(guān)； E、轉(zhuǎn)換電極電位: 電極在電源正接時(shí)產(chǎn)生氫氣，在電源反接時(shí)產(chǎn)生氧氣，電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)控制電源對(duì)電極進(jìn)行正接和反接間隔性交替工作，使裝置產(chǎn)生氫氣和氧氣的時(shí)空分離開(kāi)； F、控制電極電流: 電極在正接、電壓為0.4-1.4V時(shí)產(chǎn)生氫氣，在反接、電壓為0.6-1.6V時(shí)產(chǎn)生氧氣；開(kāi)始時(shí)，使電極電壓大于所產(chǎn)生氣體要求的電壓下限，控制電流穩(wěn)定不變，隨著氣體的產(chǎn)生，電極電阻變大，電壓上升，當(dāng)電壓達(dá)到所產(chǎn)生氣體要求的電壓上限時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體，并重復(fù)這一過(guò)程； G、采集電極的電壓信息: 當(dāng)系統(tǒng)控制電極電位正接、電壓小于0.4V或大于1.4V以及電極電位反接、電壓小于.0.6V或大于1.6V時(shí)，不產(chǎn)生氣體或產(chǎn)生混合氣體，系統(tǒng)不能正常工作，電極電壓采集模塊(2)實(shí)時(shí)采集電極的電壓信息，并傳輸給數(shù)據(jù)處理模塊(5)處理；當(dāng)電壓低于正常電壓范圍時(shí)，由電極電流控制模塊(7)控制通過(guò)電極的電流增大，當(dāng)電壓高于正常電壓范圍時(shí)，由電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)控制轉(zhuǎn)換電極電位，開(kāi)始產(chǎn)生另一種氣體； H、數(shù)據(jù)顯示: 由數(shù)據(jù)處理模塊(5)對(duì)各個(gè)采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，將結(jié)果傳輸給顯示模塊(10)進(jìn)行彳目息顯不； I、數(shù)據(jù)處理: 數(shù)據(jù)處理模塊(5)根據(jù)電極電流采集模塊(I)、電極電壓采集模塊(2)、液位測(cè)量模塊(3)和氣體壓強(qiáng)測(cè)量模塊(4)傳輸?shù)碾姌O電流信息、電極電壓信息、氫氣倉(cāng)液位信息、氧氣倉(cāng)液位信息、氫氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息和氧氣倉(cāng)氣體壓強(qiáng)信息與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值區(qū)間進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制電極電位轉(zhuǎn)換模塊(6)、電極電流控制模塊(7)、加水控制模塊(8)、開(kāi)關(guān)控制模塊(9)和顯示模塊(10)進(jìn)行相應(yīng)工作。
【文檔編號(hào)】C25B15/02GK105926001SQ201610285726
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】韓煒, 郝張振, 丹尼斯·普騰科
【申請(qǐng)人】吉林大學(xué)