一种自动化测试隔膜泡点压力的装置的制作方法

1.本实用新型涉及电解制氢技术领域，尤其涉及一种自动化测试隔膜泡点压力的装置。


背景技术：

2.随着全球经济的快速发展，化石能源短缺和环境污染已成为21世纪的两大重要问题，开发高效可再生的清洁能源迫在眉睫。氢能具有来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富等优点，被认为是支撑能源转型变革、构建现代能源体系的重要载体，是我国能源转型的重大战略方向之一。电解水制氢是一种绿色环保、生产工艺较为简单灵活的制取氢气的方法。电解水制氢主要分为碱性电解水制氢、质子膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢三种，其中，碱性电解水制氢应用最为广泛。碱性水电解槽在直流电的加持下，电解槽中的水会分别在阴极和阳极产生氢气和氧气。为了避免氢气与氧气混合引发爆炸，在阴极与阳极中间需要采用隔膜对两者进行物理隔开。因此，需要选用阻气性良好的隔膜材料，隔膜材料的阻气性能可以通过泡点压力测试进行评价，但目前应用的泡点压力测试装置在整个测试过程中需要人工监测，耗时较长，测试效率低。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术中存在的泡点压力测试装置在测试过程中需要人工监测，测试效率低的技术问题，本实用新型提出了一种自动化测试隔膜泡点压力的装置。本实用新型提供的自动化测试隔膜泡点压力的装置实现了隔膜泡点压力的自动化测量，提高了测量效率。
4.根据本实用新型的自动化测试隔膜泡点压力的装置，包括：
5.气体管路；
6.设置在所述气体管路前端的压力控制阀；
7.设置在所述压力控制阀下游的压力传感器；
8.与所述压力传感器并联设置的第一电磁阀；
9.与所述压力传感器串联设置的第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述压力传感器下游；
10.膜固定器，所述膜固定器串联设置在所述第一电磁阀下游，所述膜固定器包括储液器；
11.液位传感器，所述液位传感器固定于所述储液器的上端；
12.控制柜，所述压力控制阀、所述压力传感器、所述液位传感器、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均与所述控制柜电连接。
13.在一些实施例中，所述膜固定器还包括：
14.底盘；
15.设置在所述底盘下端的气体入口；
16.用于放置隔膜样品的膜放置处，所述隔膜样品通过密封圈密封设置在所述底盘上端；
17.设置在所述膜放置处上方的支撑盘，所述储液器设置在所述支撑盘的上方；
18.锁紧环，所述锁紧环将所述底盘和所述储液器锁紧。
19.在一些实施例中，所述储液器的下端开口，所述储液器的上端为细长管状。
20.在一些实施例中，所述支撑盘为多孔板。
21.在一些实施例中，所述隔膜样品的直径为15-100mm。
22.在一些实施例中，所述气体管路中的气体为氮气或空气。
23.在一些实施例中，所述储液器用于盛放使得所述隔膜样品完全浸润的液体。
24.在一些实施例中，所述液体为乙醇。
25.该液体能够使得隔膜样品完全浸润，可以为乙醇，还可以为其他合适的液体。
26.根据本实用新型的自动化测试隔膜泡点压力的工作过程，包括以下步骤：
27.(1)将隔膜样品置于能够使其完全浸润的液体中，并将其完全浸润后安装到膜固定器中；
28.(2)从储液器的上端添加能够使隔膜样品完全浸润的液体；
29.(3)在关闭第二电磁阀的情况下，打开压力控制阀和第一电磁阀；
30.(4)所述压力控制阀控制进入膜固定器中的气体压力逐渐增大，当气体开始穿过所述隔膜样品并在所述储液器中冒泡时，所述储液器中的液位升高，液位传感器将液位变化信号传输至控制柜；
31.(5)所述控制柜收到所述液位变化信号后发出指令，记录该时刻压力传感器测量的压力值，开启第二电磁阀，关闭第一电磁阀，测试完成。
32.其中，储液器中的液位高于液位传感器的最低液位监测极限，且低于最高液位监测极限。
33.相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
34.本实用新型采用压力控制阀、电磁阀、液位传感器、压力传感器、控制柜的配合使用，实现了隔膜泡点压力的自动化测量；
35.本实用新型在测试隔膜的泡点压力时，测试装置简单便于使用，测试过程中无需人工监测和记录，提高了隔膜泡点压力的测试效率。
附图说明
36.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
37.图1为本实用新型装置的结构示意图；
38.图2为本实用新型膜固定器的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.压力控制阀1、膜固定器2、液位传感器3、压力传感器4、控制柜5、第一电磁阀6、第二电磁阀7、气体管路8、气体入口9、底盘10、密封圈11、膜放置处12、支撑盘13、锁紧环14、储液器15。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的自动化测试隔膜泡点压力的装置。
43.如图1-2所示，本实用新型自动化测试隔膜泡点压力的装置，包括：压力控制阀1、气体管路8、压力传感器4、膜固定器2、液位传感器3、控制柜5、第一电磁阀6、第二电磁阀7。
44.气体管路8用于气体通过，本实用新型中采用的气体为氮气或空气。
45.在一些实施例中，压力控制阀1设置在气体管路8的最前端。可以理解的是，压力控制阀1用于控制压力控制阀出口端通过气体管路8的气体压力。在测试过程中，压力控制阀1控制压力控制阀出口端的气体压力由小逐渐增大。
46.在一些实施例中，压力传感器4设置在压力控制阀1的下游。可以理解的是，压力传感器4用于测量膜固定器2中气体入口9的压力。
47.在一些实施例中，与压力传感器4并联设置第一电磁阀6，在第一电磁阀6的下游串联设置膜固定器2。可以理解的是，第一电磁阀6开启时，气体从第一电磁阀6通过进入膜固定器2；第一电磁阀6关闭时，气体不能进入膜固定器2。
48.在一些实施例中，第二电磁阀7设置在压力传感器4的下游，且第二电磁阀7与压力传感器4串联设置。可以理解的是，第一电磁阀6开启，第二电磁阀7关闭时，气体经第一电磁阀6进入膜固定器2；第一电磁阀6关闭，第二电磁阀7开启时，气体经第二电磁阀7流出。
49.在一些实施例中，压力控制阀1、压力传感器4、液位传感器3、第一电磁阀6和第二电磁阀7均与控制柜5电连接。控制柜5通过控制第一电磁阀6和第二电磁阀7实现电磁阀的开启和关闭，控制柜5控制压力控制阀1实现对压力控制阀出口端气体压力的控制，控制柜5通过与液位传感器3电连接来进行液位监测，并根据反馈的液位信息来判断测试泡点压力的时刻，控制柜5还具有采集压力传感器4的数据的功能。
50.在一些实施例中，膜固定器2包括气体入口9、底盘10、密封圈11、膜放置处12、支撑盘13、锁紧环14和储液器15。
51.在一些实施例中，气体入口9设置在底盘10的下端，用于气体通过。
52.在一些实施例中，膜放置处12设置在底盘10的上端，用于放置隔膜样品，隔膜样品通过密封圈11密封设置在底盘10上端。
53.另外，隔膜样品为圆片状或接近圆片状，隔膜样品的直径为15-100mm。
54.在一些实施例中，在隔膜放置处12上方设置支撑盘13，支撑盘13为多孔板，用于支撑隔膜样品，防止隔膜样品扭曲变形，提高测试的精确度。
55.在一些实施例中，在支撑盘13上方设置储液器15。
56.储液器15的下端开口，储液器15的上端为细长管状。在储液器15的上端设置液位传感器3，即液位传感器3设置在储液器15的呈细长管状的上端。
57.液位传感器3与控制柜5电连接，当气体开始穿过隔膜样品并在储液器15中冒泡时，储液器15的液位升高，液位传感器3将液位变化信号传输至控制柜5，控制柜5收到液位
变化信号后发出后续指令。
58.在一些实施例中，用锁紧环14将底盘10和储液器15锁紧，以防止气体不经过隔膜样品，直接从其他缝隙逸出。
59.泡点压力为第一个气泡出现并引导连续出泡时的临界压力，本实用新型自动化测试隔膜泡点压力的工作过程，包括以下步骤：
60.(1)将隔膜样品置于能够使其完全浸润的液体中，并将其完全浸润后安装到膜固定器中；
61.(2)从储液器15的上端添加能够使隔膜样品完全浸润的液体；
62.(3)在关闭第二电磁阀7的情况下，打开压力控制阀1和第一电磁阀6；
63.(4)压力控制阀1控制进入隔膜固定器2中的气体压力逐渐增大，当气体开始穿过隔膜样品并在储液器15中冒泡时，储液器15中的液位升高，液位传感器3将液位变化信号传输至控制柜5；
64.(5)控制柜5收到液位变化信号后发出指令，记录该时刻压力传感器4测量的压力值，开启第二电磁阀7，关闭第一电磁阀6，测试完成。
65.步骤(1)中，测试开始前需要在储液器15中添加使隔膜样品完全浸润的液体，该液体可以为乙醇或其他合适的液体。储液器15中的液位需要在液位传感器3可测量的范围内，优选地，储液器15中的液位略高于液位传感器3可测量的最低液位。
66.步骤(2)中，在关闭第二电磁阀7的情况下，打开压力控制阀1和第一电磁阀6，使得气体经第一电磁阀6进入膜固定器2。
67.步骤(3)具体为，通过控制柜5和压力控制阀1调节测试过程中从气体入口9进入膜固定器2中的气体压力由小到大逐渐增大，通过液位传感器3的液位测量来识别气体开始穿过隔膜样品的时刻。在气体管路8中的气体压力逐渐增大的过程中，压力传感器4记录气体压力的变化。当气体开始穿过隔膜样品并在储液器15中冒泡时，储液器15中的液位升高，液位传感器3将液位变化信号传输至控制柜5。
68.步骤(4)中，当控制柜5收到液位变化信号后发出指令，具体为，控制柜5发出指令记录该时刻压力传感器4的测量值，该测量值即为隔膜样品的泡点压力；同时，控制柜5发出指令开启第二电磁阀7，关闭第一电磁阀6，使得气体不再进入膜固定器2，而是经第二电磁阀7流出，测试完成。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
71.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。