一种氢气检测装置、系统及应用、射频测试系统的制作方法

本技术涉及检测，具体而言，涉及一种氢气检测装置、系统及应用、射频测试系统。

背景技术：

1、电磁兼容性(electro magnetic compatibility，emc)测试，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

2、因此，测试包括两个方面的要求：一是电磁干扰测试(electro magneticinterference，emi)，电磁干扰测试要精密测量被测件发射的电磁波和待测物对所在环境产生的电磁干扰，所以实验室内不能有未知射频源，或者改变信号的导体；二是电磁敏感测试(electro magnetic susceptibility，ems)，电磁敏感测试是测试待测物对所在环境产生的电磁干扰的敏感程度，电磁敏感测试要求实验室空间内不能存在改变电磁波传播方向，能反射电磁波的物体。

3、一般电磁兼容实验室由测试暗室和控制室、设备室等构成。各室均采用无缝隙的金属拼接等技术手段，屏蔽外界的电磁波。测试暗室采用吸波材料吸收电磁波，形成自由场。

4、在涉氢emc测试中，氢燃料电池等待测物需要其在被测时处于运行状态。对于测试产生的氢气的处理方式是将氢气输送进暗室，并且将反应尾气抽出；当管线连接不良时，或者待测物受到ems测试的干扰信号时，出现异常动作，暗室内会存在氢气泄漏的危险；由于氢气的点火能量极低，氢气浓度一旦超过爆炸极限，在与强电磁波、静电放电等微弱的火花等作用下，就会引起实验室剧烈爆炸产生安全事故，因此需要对实验室内的氢气进行实时监控。

5、现有的emc测试系统、实验室中，涉氢的检测技术包括：主动吸入和被动物化分析。主动吸入式涉氢emc实验室设置了氢气隔离间、氢气物化分析间与控制间，通过光谱、超声波等物化分析技术分析，通过防爆摄像头进行监控。被动物化分析式涉氢emc实验室采用的氢气检测方法包括：嗅探式、化学试纸式、手持式、气体分析式、传统氢传感器式。主动吸入式涉氢emc实验室需要单独的氢气物化分析间，因此其相比传统非涉氢emc测试系统、实验室的所需要区域更大，且只能反映测试暗室内整体氢气浓度，对局部浓度不敏感；手持式嗅探式氢气检测仪为有源探测设备，会直接影响emc测试，且检测仪较大，难以在关心的，或容易富集氢气的位置安装；试纸类对环境要求高，且常用于管道等易于粘贴区域，emc实验室壁安装的吸波材料多为渗碳泡沫角构成，存在难以粘贴的情况，试纸类检测方案还需要加装防爆摄像头，emc实验室内加装成本昂贵，且与控制终端难以匹配，纸类检测方案复用性较差、且在1％的浓度下需要反应时间为1分钟；10％下为30秒；当含氢量≧50％时反应时间在10秒左右，测量不及时，不符合实验室内快速排气的要求。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提一种氢气检测装置、系统及应用、射频测试系统，氢气检测装置为无源氢气检测装置，能够减少对电磁兼容测试的干扰，不需要额外的氢气物化分析间，能够减少射频测试系统的占地面积，提高检测速度。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种氢气检测装置，包括：无源应答器、无源发生器和氢气敏感元件；

3、所述氢气敏感元件分别和所述无源应答器、所述无源发生器连接；

4、所述无源应答器用于接收电磁波激励信号，根据所述电磁波激励信号产生第一声表面波；

5、所述氢气敏感元件用于根据所述第一声表面波输出表征氢气浓度的第二声表面波；

6、所述无源发生器用于根据所述第二声表面波生成电磁波应答信号，将所述电磁波应答信号发送到接收装置。

7、第二方面，本技术实施例提供一种氢气检测系统，包括：

8、第一方面所述的氢气检测装置；

9、信号处理单元，所述信号处理单元用于生成电磁波激励信号，所述氢气检测装置的无源应答器；

10、射频天线，和所述信号处理单元连接，用于将所述电磁波激励信号发送到所述氢气检测装置。

11、第三方面，本技术实施例提供了一种射频测试系统，包括：

12、如第二方面所述的氢气检测系统；

13、所述氢气检测系统的氢气检测装置安装在实验室内；

14、所述氢气检测系统的信号处理单元设置于所述实验室外，还用于生成测试信号；

15、所述氢气检测系统的射频天线设置在所述实验室内，和所述信号处理单元通过射频线连接，用于发送所述电磁波激励信号和测试信号，还用于接收电磁波应答信号；

16、所述测试信号用于对待测物进行电磁敏感测试；

17、所述信号处理单元还用于根据所述电磁波应答信号计算所述实验室的氢气浓度。

18、上述实施例中，信号处理单元可以包括多个子信号处理单元，用于分别产生测试信号和电磁波激励信号。

19、在一些实施例中，射频天线具有多个，多个射频天线分别和信号处理单元连接，一个射频天线用于发送电磁波激励信号，一个射频天线用于接收电磁波应答信号。

20、进一步地，所述基于氢气检测系统的射频测试系统还包括：

21、排风系统，和所述信号处理单元接；

22、所述信号处理单元还用于在所述实验室内的氢气浓度异常时，控制所述排风系统进行排气并切断所述实验室中的用电设备。

23、进一步地，所述信号处理单元和所述实验室内的用电设备连接；

24、所述信号处理单元还用于在所述实验室内的氢气浓度异常时，根据所述实验室内的各个用电设备的断电优先级控制所述实验室内的各个用电设备断电。

25、进一步地，所述排风系统包括：

26、空气循环系统与强排系统，分别设置在所述实验室的顶部；

27、所述强排系统用于将所述实验室内部的气体排放到所述实验室外部。

28、进一步地，所述信号处理单元还用于生成第一信号特征的所述电磁波激励信号；

29、所述所述氢气检测系统的无源发生器还用于发送第二信号特征的电磁波应答信号到所述射频天线。

30、进一步地，当所述基于氢气检测系统的射频测试系统用于试验时，所述电磁波激励信号的频率被设置在试验关心的测试信号的频率范围外，或所述信号处理单元的电磁波激励信号发送时机被配置为所述测试信号的频率暂停节点。

31、进一步地，所述信号处理单元还用于生成经过编码处理的电磁波激励信号；

32、所述信号处理单元还用于对所述电磁波应答信号进行解码，根据解码后的电磁波应答信号计算所述实验室的氢气浓度。

33、进一步地，所述信号处理单元还用于在预设时间内的氢气浓度的平均浓度高于第一阈值或瞬时浓度高于第二阈值时确认所述实验室内的氢气浓度异常。

34、进一步地，所述射频天线和所述信号处理单元通过射频线连接。

35、第四方面，本技术实施例提供一种氢气检测系统在射频测试系统中的应用，所述氢气检测系统如第二方面所述。

36、在上述实现过程中，氢气检测装置的线路结构简单，体积较小，易于粘贴，节省成本，通过无源接收器和无源应答器实现通信，不需要额外的激励电源，能够减少实验室中射频源数量，对emc测试所涉及电磁波的作用较小，不干扰正常emc测试，不需要开辟额外的分析室，节省实验室空间。氢气检测装置的反应时间较短，氢气检测系统信息传递速率较快，相较额外的分析室，减少了检验成本与检验时间。