一种实时测量液氢中仲氢含量的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于低温流体测量技术领域，涉及到一种实时测量液氢中仲氢含量的方法 及系统，具体涉及一种实时测量液氢中仲氢含量的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 液氢是仲氢和正氢的混合物。从原子核自旋转的取向（量子态）不同而异，它们 的化学性质完全相同，而物理性质如基态能量、密度和导热率等却有所差异。
[0003] 目前，液氢中仲氢含量的测量，常用的是色谱分析的方法：由于正仲氢导热系数有 差异，因此，不同仲氢含量的样品的导热系数不同，通过热导池鉴定器来测量样品的导热系 数，就会在分析仪中显示不同的峰面积（或峰高）。采用正常氢（即在室温下氢中含仲氢量 为25%、正氢量为75%)作载气，分离柱中使用分子筛对样本中的杂质（如02、N2等）进 行分离，以提高测量精度，以液氮温度和25°C时经过F3铁触媒转化管出口氢样的色谱峰峰 面积（或峰高）对该温度时仲氢的平衡浓度作图，得标准曲线，将试样中实测的仲氢色谱峰 峰面积（或峰高）与标准曲线比较来求算仲氢含量。
[0004] 通过上述测量原理可以看出，该测量方法是做了线性假设的。而事实上，仲氢浓度 和温度的关系，以及导热系数同温度的关系都不是线性的。因此这种方法是不准确的。同 时，由于氢的安全性测量要求，这种分析方法需要配设待测样品到分析仪器的输运管道或 者使用取样器取样来进行测量，因此样品不可避免的会在管路运输或取样的过程中受到外 界环境的影响，产生误差。同时还有测量周期长，得出结果较慢等缺点，达不到实时测量的 要求。在这种背景下，需要找到一种更好的测量方法来减少以上的缺点及误差。
【发明内容】
[0005] 本发明的技术解决问题是：提供一种实时测量液氢中仲氢含量的方法及系统，用 以解决现有技术中液氢中仲氢含量测量精度不高、测量速度慢的问题。
[0006] 本发明的技术解决方案是：一种实时测量液氢中仲氢含量的方法，包括以下步 骤：
[0007] 步骤 1 :
[0008] 测量待测液氢的温度值T、压力值P以及对应的密度P ;
[0009] 步骤 2 :
[0010] 根据步骤（1)所测量的温度值T和压力值P获得在该温度和压力下正常氢的密度 Pn，仲氢的密度Pp;
[0011] 步骤 3:
[0012] 将步骤⑵所获得的正常氢的密度Pn，仲氢的密度PpW及步骤（1)测量的密度 P带入式
【主权项】
1. 一种实时测量液氨中仲氨含量的方法，其特征在于，包括w下步骤： 步骤1: 测量待测液氨的温度值T、压力值PW及对应的密度P; 步骤2 : 根据步骤（1)所测量的温度值T和压力值P获得在该温度和压力下正常氨的密度P。， 仲氨的密度Pp; 步骤3 : 将步骤似所获得的正常氨的密度P。，仲氨的密度PpW及步骤（1)测量的密度P带 入式
中，得到仲氨的含量e。
2. 根据权利要求1所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的方法，其特征在于，所述步 骤（1)中测量前，首先对待测液氨的温度和压力进行调节，W使测量数据准确；其中，温度 调节至24K《T《32K，压力调节至8bar《P《1化ar;待测液氨调节到某一压力和温度 时，稳定1~3min后进行测量。
3. 根据权利要求1所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的方法，其特征在于，所述步 骤（1)中的温度T和压力P均为测量多组后所取的平均值。
4. 一种实时测量液氨中仲氨含量的系统，其特征在于，包括调节装置、测量装置、数据 采集与处理装置； 其中，调节装置用于调节所取待测液氨的温度、压力，测量装置测量经调节后的待测液 氨温度、压力及在该温度和压力下的液氨密度，数据采集与处理装置采集测量装置所测量 的温度T、压力P和密度P，同时通过其预先存储的数据获得在该温度和压力下正常氨的密 度P。，仲氨的密度Pp，并将采集到的数据W及正常氨的密度P。，仲氨的密度Pp代入如下 公式进行处理：
获得仲氨的含量e。
5. 根据权利要求4所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的系统，其特征在于，所述调 节装置为调节阀，分别设置于液氨管路的两端入口处，用于调节待测液氨产品的温度和压 力；测量装置包括压力传感器、温度传感器和电容密度计，其中，所述电容密度计设置于液 氨管路内部的中间部分，在电容密度计的前后两端分别设置压力传感器和温度传感器；数 据采集与处理装置与温度传感器、压力传感器及电容密度计电连接。
6. 根据权利要求5所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的系统，其特征在于，所述调 节阀可将所述待测液氨的温度调节至24K《T《32K，压力调节至8bar《P《1化ar。
7. 根据权利要求4所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的系统，其特征在于，所述系 统还包括一个显示器，可实时显示仲氨含量数据。
8. 根据权利要求5所述的一种实时测量液氨中仲氨含量的系统，其特征在于，所述待 测液氨的温度和压力值为取多个传感器的测量平均值。
【专利摘要】一种实时测量液氢中仲氢含量的方法及系统，首先测量待测液氢的温度值、压力值以及对应的密度；并根据所测量的温度值和压力值获得在该温度和压力下正常氢的密度，仲氢的密度；最后通过正常氢的密度，仲氢的密度以及测量的密度计算得到仲氢的含量；系统包括调节装置、测量装置、数据采集与处理装置；其中，调节装置用于调节所取待测液氢的温度、压力，测量装置测量待测液氢温度、压力及在该温度和压力下的液氢密度，数据采集与处理装置采集测量装置所测量的温度、压力和密度数据，同时通过其预先存储的数据获得在该温度和压力下正常氢的密度和仲氢的密度，并通过采集到的数据以及正常氢的密度计算得到仲氢含量。本方法和系统有工程应用前景。
【IPC分类】G01N9-36
【公开号】CN104792656
【申请号】CN201510116745
【发明人】刘玉涛, 苏嘉南, 李苏疆, 刘海生, 杨晓阳, 何田田, 安刚
【申请人】北京航天试验技术研究所
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月17日