专利名称：氢气浓度稀释装置的故障诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃料电池客车应用技术领域，特别涉及燃料电池客车排放的氢气浓度 稀释技术。
背景技术：
随着燃料电池客车技术的快速发展，燃料电池客车供氢系统的安全性越来越受到人们 的关注。氢气和空气在燃料电池内发生化学反应时，向大气排出未经化学反应的剩余氢气 的现象称为Purge。如果100%的Purge氢气遇到静电或火花，就可能会燃烧，甚至会引起 爆炸。针对这些安全隐患，本申请发明人已经发明了一种Purge氢气浓度稀释装置。该装 置的主体为两端开口的壳体，该两个端口分别为空气入口端和空气出口端，在距离空气入 口端一定距离的壳体上开有氢气入口，而且在空气入口端装有防水风扇，因此利用风扇吹 入的空气稀释进入氢气稀释装置壳体内的氢气浓度。但是当风扇发生故障时，100%的氢气 将进入封闭的氢气稀释装置壳体内，反而增加安全隐患。
发明内容
本实用新型的目的是为解决风扇发生故障造成的安全隐患，设计出一种氢气浓度稀释 装置故障诊断系统，可实时诊断用于燃料电池客车排放的氢气浓度稀释装置风扇的工作状 态，当发现故障时将采取相应的应急措施。该系统体积小，结构紧凑、安全可靠，在提高 燃料电池客车安全性方面具有很高的应用价值。
本实用新型设计出的一种氢气浓度稀释装置的故障诊断系统，其特征在于，该系统包
括风扇故障检测器及与该风扇故障检测器相连的光电接收器、光电接近开关、电磁阀；其 中，所述光电接收器安装在氢气浓度稀释装置的风扇电机中心轴上，所述光电接近开关安 装在该风扇外壳上面并与风扇故障检测器相连，而且光电接近开关对准光电接收器，所述 电磁阀为二位三通电磁阀，安装在氢气浓度稀释装置的氢气进气管与氢气排放管之间，同 时与氢气浓度稀释装置的进气口相连，该电磁阀并与风扇故障检测器电路连接。
当风扇发生故障时，风扇故障检测器会自动关闭电磁阀，将Purege氢气直接排出大 气内，因此能防止稀释装置主体内聚集大量的氢气。
3本实用新型的特点及效果
本实用新型在氢气稀释装置的风扇上装有光电接收器和光电接近开关，当风扇工作 时，光电接近开关将发出脉冲信号。风扇故障检测器根据脉冲信号判断风扇的工作状态。 该故障诊断系统配有二位三通电磁阀，稀释装置工作时，开启电磁阈，使Purge氢气进入 稀释装置主体内，如果风扇发生故障，风扇故障检测器会自动关闭电磁阀，将Purege氢 气直接排出大气内，因此能防止稀释装置主体内聚集大量的氢气，减轻爆炸或燃烧的安全隐患。
图1是本实用新型氢气浓度稀释装置的故障诊断系统安装示意图。
图2是本实用新型的风扇故障检测器的电路组成示意图。
图3是本实用新型的氢气浓度稀释装置的故障诊断系统的工作原理图。
具体实施方式
本实用新型提出的氢气的浓度稀释装置的故障诊断系统结合附图及实施例详细说明
如下
本实用新型的氢气浓度稀释装置故障诊断系统实施例组成及安装结构如图l所示，包 括光电接收器15、光电接近开关16、电磁阀14、风扇故障检测器17;其中，所述光电接 收器15安装在氢气浓度稀释装置的风扇11电机中心轴上，所述光电接近开关16安装在 该风扇外壳上面并与风扇故障检测器相连，而且光电接近开关16对准光电接收器15 (两 个元器件之间的距离不能超过5mm)，所述电磁阀H为二位三通电磁阀，安装在氢气浓度 稀释装置的氢气进气管与氢气排放管之间，同时与安装在氢气浓度稀释装置外壳12上的 进气口 13相连，该电磁阀14并与风扇故障检测器17电路连接。
当氢气稀释装置工作时，开启电磁阀，使Purge氢气进入稀释装置主体内，如果风扇 发生故障，风扇故障检测器会自动关闭电磁阀，将Purege氢气直接排出大气内。
本实用新型的风扇故障检测器的实施例结构如图2所示，由单片机21、DC-DC模块22、 继电器23、脉冲整流电路24组成。其中，单片机21分别与DC-DC模块22和脉冲整流电 路24相连，继电器23连接在单片机21与DC-DC模块22之间。本实施例的单片机21采 用摩托罗拉系列8位单片机，直流-直流转换(DC-DC)模块22采用YIHONGTAI公司产品 (DC-DC24V-5V),继电器采用欧姆龙两触点继电器。脉冲整流电路24由电阻Rl、 R2和电 容C组成。本实施例中釆用重庆环茂电磁阀有限公司生产的DN80型电磁阀和图尔克传感 器有限公司生产的Ni4-ml2-AP6X-H1141型光电接近卡关和光电接收器。由于风扇的转速不稳定，接近开关输出的脉冲信号频率也不稳定，而且该脉冲信号并非完整的矩形波，因此通过脉冲整流电路24把光电接近开关输出的脉冲信号转换成矩形波，然后输入给单片机。燃料电池客车提供24V直流电源，而单片机只能承受5V电压，因此通过DC-DC模块把24V电压转换成5V。单片机接受接近开关脉冲信号高电平信号时，将输出稳定的低电平，因此继电器不工作，而电磁阀与继电器的常闭点串联，因此会启动电磁阀14，使氢气进入稀释装置主体内。如果脉冲信号至少中断ls，单片机会输出高电平，断开继电器的常闭点，因此会关闭电磁阀，把氢气直接排出大气内。
本实用新型的具体工作过程如图3所示，启动汽车时，稀释装置的风扇11和光电接近开关16开始工作。此时，风扇故障检测器将检测光电接近开关的脉冲信号，如果风扇故障检测器17检测到脉沖信号高电平，单片机会发出低电平，启动旁路电磁阀，使Purge氢气进入稀释装置主体内。如果风扇发生故障，单片机将输出高电平吸合继电器线圈，并关闭旁路电磁阀，否则继续向稀释装置排出Purge氢气。
权利要求1、一种氢气浓度稀释装置的故障诊断系统，其特征在于，该系统包括风扇故障检测器及与该风扇故障检测器相连的光电接收器、光电接近开关、电磁阀；其中，所述光电接收器安装在氢气浓度稀释装置的风扇电机中心轴上，所述光电接近开关安装在该风扇外壳上面并与风扇故障检测器相连，而且光电接近开关对准光电接收器，所述电磁阀为二位三通电磁阀，安装在氢气浓度稀释装置的氢气进气管与氢气排放管之间，同时与氢气浓度稀释装置的进气口相连，该电磁阀并与风扇故障检测器电路连接。
2、 如权利要求1所述的氢气浓度稀释装置的故障诊断系统，其特征在于，所述风扇 故障检测器由单片机、直流-直流转换模块、继电器、脉冲整流电路组成；其中，单片机 分别与直流-直流转换模块和脉冲整流电路相连，继电器连接在单片机与直流-直流转换模 块之间。
专利摘要本实用新型涉及氢气浓度稀释装置的故障诊断系统，属于燃料电池客车应用技术领域，该系统包括风扇故障检测器及与该风扇故障检测器相连的光电接收器、光电接近开关、电磁阀；其中，所述光电接收器安装在氢气浓度稀释装置的风扇电机中心轴上，所述光电接近开关安装在该风扇外壳上面并与风扇故障检测器相连，而且光电接近开关对准光电接收器，所述电磁阀为二位三通电磁阀，安装在氢气浓度稀释装置的氢气进气管与氢气排放管之间，同时与氢气浓度稀释装置的进气口相连，该电磁阀并与风扇故障检测器电路连接。该系统体积小，结构紧凑、安全可靠，在提高燃料电池客车安全性方面具有很高的应用价值。
文档编号G01N1/38GK201368825SQ200820124449
公开日2009年12月23日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者伟 姚, 姜国峰, 波 成, 哲 金 申请人:清华大学