一种燃料电池生产用检测装置及检测方法与流程

本发明涉及燃料电池生产技术领域，具体为一种燃料电池生产用检测装置及检测方法。

背景技术：

燃料电池因为具有高转换效率以及低污染等优点，所以近年来已开始普遍被应用于各种领域，诸如发电机组、内燃机等产品。然而，氢燃料电池是以氢气作为燃料，而氢气具有易燃易爆高导热的特性。在燃料电池生产过程中，若燃料电池内的氢气出现外漏则有安全风险。会遇到的状况包括燃料电池本身的质子交换膜损坏，造成阳极端的氢分子穿透质子交换膜跑到阴极端，经触媒催化快速与氧气反应，形成高温高热甚至燃烧的情况，基于这个理由，检测燃料电池的氢气泄漏成为生产燃料电池的考虑之一，为此，我们提出一种燃料电池生产用检测装置及检测方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃料电池生产用检测装置及检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种燃料电池生产用检测装置，包括数据采集模块，数据采集模块分别电性输出连接氢气检测仪、温度传感器和数据处理模块，数据处理模块电性输出连接单片机，单片机分别电性输入连接gsm短信发送子系统和数据查询子系统，单片机分别电性输出连接数据存储模块、数据显示模块、报警子系统和通信模块，且通信模块电性输出连接终端模块，数据存储模块电性输出连接打印模块。

优选的，gsm短信发送子系统包括gsm短信编辑模块，gsm短信编辑模块电性输出连接gsm短信发送控制系统，gsm短信发送控制系统分别电性输入连接定时模块和短信统计模块，gsm短信发送控制系统分别电性输出连接短信信息存储模块和移动互联网，移动互联网电性输出连接gsm短信平台。

优选的，数据查询子系统包括数据输入模块，数据输入模块电性输出连接数据采集模块，数据采集模块电性输出连接数据查询控制系统，数据查询控制系统分别电性输出连接查询数据存储模块、查询数据显示模块和数据统计模块，数据统计模块电性输出连接数据对比模块。

优选的，报警子系统包括数据接收模块，数据接收模块电性输出连接数据计算模块，数据计算模块电性输出连接报警控制系统，报警控制系统分别电性输入连接参考数据对比模块和报警数据记录模块，报警控制系统分别电性输出连接无线发射模块和电路控制模块，电路控制模块分别电性输出连接电磁阀、风扇、声光报警器和语言警报器。

优选的，数据处理模块包括整流模块，整流模块为四个整流二极管搭建而成的单向桥式整流电路，且整流模块电性输出连接滤波模块，滤波模块电性输出连接放大模块。

优选的，数据输入模块包括键盘输入模块和扫描输入模块，且键盘输入模块和扫描输入模块均电性输出连接数据采集模块。

优选的，声光报警器是由一组蜂鸣器、一组绿色发光二极管和三组红色发光二极管组成，语言警报器包括中文、英文两种语言。

优选的，数据存储模块包括内部存储器和外部存储器，且外部存储器通过usb接口与单片机连接。

优选的，数据显示模块为七寸数字真彩显示屏，且数据显示模块采用电容式触摸屏，分辨率为800*480。

优选的，一种燃料电池生产用检测方法：检测时将氢气检测仪和温度传感器置于待测氢燃料电池的外壁，通过氢气检测仪检测燃料电池外壁的氢气浓度，通过温度传感器检测燃料电池外壁的温度，若燃料电池发生泄漏氢气情况，燃料电池四周的氢气浓度增加、温度下降，氢气检测仪与温度传感器将采集的数据反馈到数据采集模块中，然后再经过数据处理模块的滤波放大处理后通过串口将数据传输到单片机中，单片机首先将接收的数据保存在数据存储模块中，然后根据检测氢气泄漏的浓度值控制报警子系统发生不同等级的报警，方便提醒在岗工作人员，如果报警信号发生一段时间内无人做出处理消除报警信号，gsm短信发送控制系统将事先编辑好的短信通过gsm短信平台发送到远方管理人员的手机终端，方便管理人员进行远程监控管理，提高燃料电池生产的合格率，利用键盘输入模块手动输入所需查询的相关数据和燃料电池的型号规格、生产日期，扫描输入模块使利用红外线扫描仪对燃料电池外壁的二维码、条形码进行数据自动扫描输入，通过自动和手动两种方式的查询数据输入，进而有效提高了工作人员对生产出的燃料电池进行后期的查询和了解。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过氢气检测仪检测燃料电池外壁的氢气浓度，通过温度传感器检测燃料电池外壁的温度，若燃料电池发生泄漏氢气情况，燃料电池四周的氢气浓度增加、温度下降，单片机将根据检测氢气泄漏的浓度值控制报警子系统发生不同等级的报警，方便提醒在岗工作人员，如果报警信号发生一段时间内无人做出处理消除报警信号，gsm短信发送控制系统将事先编辑好的短信通过gsm短信平台发送到远方管理人员的手机终端，方便管理人员进行远程监控管理，提高燃料电池生产的合格率；

2、本发明利用键盘输入模块手动输入所需查询的相关数据和燃料电池的型号规格、生产日期，扫描输入模块使利用红外线扫描仪对燃料电池外壁的二维码、条形码进行数据自动扫描输入，通过自动和手动两种方式的查询数据输入，进而有效提高了工作人员对生产出的燃料电池进行后期的查询和了解。

附图说明

图1为本发明原理图；

图2为本发明gsm短信发送子系统原理框图；

图3为本发明数据查询子系统原理框图；

图4为本发明报警子系统原理框图；

图5为本发明数据处理模块原理框图。

图中：1数据采集模块、2氢气检测仪、3温度传感器、4数据处理模块、5单片机、6gsm短信发送子系统、7数据查询子系统、8数据存储模块、9数据显示模块、10报警子系统、11通信模块、12终端模块、13打印模块、14gsm短信编辑模块、15gsm短信发送控制系统、16定时模块、17短信统计模块、18短信信息存储模块、19移动互联网、20gsm短信平台、21数据输入模块、22数据采集模块、23数据查询控制系统、24查询数据存储模块、25查询数据显示模块、26数据统计模块、27数据对比模块、28数据接收模块、29数据计算模块、30报警控制系统、31参考数据对比模块、32报警数据记录模块、33无线发射模块、34电路控制模块、35电磁阀、36风扇、37声光报警器、38语言警报器、39整流模块、40滤波模块、41放大模块、42键盘输入模块、43扫描输入模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种燃料电池生产用检测装置，包括数据采集模块1，数据采集模块1分别电性输出连接氢气检测仪2、温度传感器3和数据处理模块4，检测时将氢气检测仪2和温度传感器3置于待测氢燃料电池的外壁，通过氢气检测仪2检测燃料电池外壁的氢气浓度，通过温度传感器3检测燃料电池外壁的温度，若燃料电池发生泄漏氢气情况，燃料电池四周的氢气浓度增加、温度下降，氢气检测仪2与温度传感器3采集的数据反馈到数据采集模块1中，数据采集模块1以msp430f149为主控芯片，用于接收采集到的数据，并将数据进行a/d转换，转换后的数据传输到数据处理模块4中，由于使用在低浓度氢气的环境中，氢气检测仪2与温度传感器3输出的信号较弱，在经过数据处理模块4的滤波放大处理后能有效提高信号传输的稳定性，处理后的数据通过串口将数据传输到单片机5中进行分析判断，数据处理模块4电性输出连接单片机5，单片机5分别电性输入连接gsm短信发送子系统6和数据查询子系统7，通过gsm短信发送子系统6能够将报警信息以短信的形式及时通知管理人员，方便管理人员及时作出相关措施，提高燃料电池生产的合格率，单片机5分别电性输出连接数据存储模块8、数据显示模块9、报警子系统10和通信模块11，单片机5将对接收的数据进行分析判断处理，处理后的数据通过数据显示模块9显示的同时保存在数据存储模块8中，当单片机5分析出生产的燃料电池出现不合格漏氢气情况时，单片机5作出判断使报警子系统10工作，提醒岗位上的检测人员，且通信模块11电性输出连接终端模块12，单片机5处理后的数据通过通信模块11传输到终端模块12中，终端模块12包括电脑终端和智能手机终端，便于管理人员的远程监控，数据存储模块8电性输出连接打印模块13，保存的数据信息通过打印模块13打印出来，方便工作人员的查看了解生产情况。

其中，gsm短信发送子系统6包括gsm短信编辑模块14，用于编辑短信通知的信息内容，gsm短信编辑模块14电性输出连接gsm短信发送控制系统15，gsm短信发送控制系统15分别电性输入连接定时模块16和短信统计模块17，定时模块16通过与gsm短信发送控制系统15的配合，通过定时模块16来对系统进行参数设置，可以在报警信号发生一段时间内，若无人做出处理消除报警信号，gsm短信发送控制系统15将事先编辑好的短信通过gsm短信平台20发送到远方管理人员的手机终端，方便管理人员进行远程监控管理，gsm短信发送控制系统15分别电性输出连接短信信息存储模块18和移动互联网19，移动互联网19电性输出连接gsm短信平台20；

数据查询子系统7包括数据输入模块21，数据输入模块21包括键盘输入模块42和扫描输入模块43，且键盘输入模块42和扫描输入模块43均电性输出连接数据采集模块22，利用键盘输入模块42手动输入所需查询的相关数据和燃料电池的型号规格、生产日期，扫描输入模块43使利用红外线扫描仪对燃料电池外壁的二维码、条形码进行数据自动扫描输入，通过自动和手动两种方式的查询数据输入，进而有效提高了数据查询的效率，数据输入模块21电性输出连接数据采集模块22，数据采集模块22电性输出连接数据查询控制系统23，数据查询控制系统23分别电性输出连接查询数据存储模块24、查询数据显示模块25和数据统计模块26，数据统计模块26电性输出连接数据对比模块27；

报警子系统10包括数据接收模块28，用于接收经单片机5处理后的数据，数据接收模块28电性输出连接数据计算模块29，数据计算模块29电性输出连接报警控制系统30，报警控制系统30分别电性输入连接参考数据对比模块31和报警数据记录模块32，报警数据记录模块32用于记录报警的次数与种类，通过数据计算模块29与报警控制系统30的相配合，便于对接收的数据经计算后与参考数据对比模块31进行对比判断，若接收采集的数据经计算后超出参考数据，则说明氢燃料电池出现泄漏氢气情况，此时报警控制系统30发出信号给电路控制模块34，使电路控制模块34控制声光报警器37和语言警报器38发出警报，提醒在岗工作人员，同时电路控制模块34还控制安装在氢气输送管上的电磁阀35关闭，风扇36启动，及时扩散降低燃料电池周围的氢气浓度，避免发生爆炸情况，通过无线发射模块33将报警信息无线发送到终端模块12中，便于不在现场的管理人员及时发现不合格产品，报警控制系统30分别电性输出连接无线发射模块33和电路控制模块34，电路控制模块34分别电性输出连接电磁阀35、风扇36、声光报警器37和语言警报器38；

数据处理模块4包括整流模块39，整流模块39为四个整流二极管搭建而成的单向桥式整流电路，整流模块39将数据采集模块1输入的正弦波电压信号变换成直流电压信号，且整流模块39电性输出连接滤波模块40，滤波模块40电性输出连接放大模块41，通过滤波放大，有效提高了数据传输的稳定性；

声光报警器37是由一组蜂鸣器、一组绿色发光二极管和三组红色发光二极管组成，便于根据检测氢气泄漏的浓度值发生不同等级的报警，例如：检测到氢气泄漏的浓度值超出规定值并小于10%时，电路控制模块34控制一组红色发光二极管工作，蜂鸣器音量较小；当超出规定值在10%~20%时，电路控制模块34控制二组红色发光二极管工作，蜂鸣器音量适中；当超出规定值在大于20%时，电路控制模块34控制三组红色发光二极管工作，蜂鸣器音量较大；当检测值在规定范围内时，电路控制模块34控制红色发光二极管和蜂鸣器不工作，绿色发光二极管工作，便于管理人员及时了解燃料电池的检测情况，语言警报器38包括中文、英文两种语言，提高报警语言的多样性；

数据存储模块8包括内部存储器和外部存储器，且外部存储器通过usb接口与单片机5连接，便于提高数据存储的安全性，避免在突然失电时导致存储的数据丢失；

数据显示模块9为七寸数字真彩显示屏，且数据显示模块9采用电容式触摸屏，分辨率为800*480，便于显示出检测的信息情况；

一种燃料电池生产用检测方法：检测时将氢气检测仪2和温度传感器3置于待测氢燃料电池的外壁，通过氢气检测仪2检测燃料电池外壁的氢气浓度，通过温度传感器3检测燃料电池外壁的温度，若燃料电池发生泄漏氢气情况，燃料电池四周的氢气浓度增加、温度下降，氢气检测仪2与温度传感器3将采集的数据反馈到数据采集模块1中，然后再经过数据处理模块4的滤波放大处理后通过串口将数据传输到单片机5中，单片机5首先将接收的数据保存在数据存储模块8中，然后根据检测氢气泄漏的浓度值控制报警子系统10发生不同等级的报警，方便提醒在岗工作人员，如果报警信号发生一段时间内无人做出处理消除报警信号，gsm短信发送控制系统15将事先编辑好的短信通过gsm短信平台20发送到远方管理人员的手机终端，方便管理人员进行远程监控管理，提高燃料电池生产的合格率，利用键盘输入模块42手动输入所需查询的相关数据和燃料电池的型号规格、生产日期，扫描输入模块43使利用红外线扫描仪对燃料电池外壁的二维码、条形码进行数据自动扫描输入，通过自动和手动两种方式的查询数据输入，进而有效提高了工作人员对生产出的燃料电池进行后期的查询和了解。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。