[发明专利]一种储氢材料压力-浓度等温线测试的数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据处理方法，特别是一种用于储氢材料PCT曲线测试的数据处理方法。 

背景技术

PCT曲线（pressure-composition isotherm,压力-浓度等温线）是研究储氢材料吸放氢性能的重要特性曲线。通过它可以直接获得吸放氢平台压，平台宽度和斜率，滞后系数，可逆吸放氢量等参数，进而根据不同温度下的吸放氢平台压，以及Van’tHoff公式回归出吸放氢反应焓和反应熵。这些参数对储氢材料的研究、开发和利用具有极其重要的理论和实际指导意义。目前人们普遍采用容量法测试系统进行PCT曲线的测试。容量法测试的原理是通过改变样品室和储气室内的气体压力，依据气体状态方程和质量守恒定律来推算出储氢材料含氢量的变化。容量法测试系统中能够直接通过传感器测试获得的两个参量分别是压力和温度，因此需要进行数据处理才能得到最终所需要的PCT曲线。 

传统的储氢材料PCT曲线测试过程中所涉及的数据处理基本都是通过Visual C++软件完成的。这种方法的缺点在于Visual C++软件专业性很强，对使用者的计算机编程能力要求很高，而经过数据处理最后得到的PCT曲线图大部分都不是使用者最终所需要的图。Origin软件是美国OriginLab公司开发的图形可视化和数据分析软件，自1991年问世以来，由于功能开放，操作简便易学，输出数据图美观，很快就成为国际流行的科研人员和工程师常用的高级数据分析和制图工具。由于国际上的发表论文和研究报告中的图表普遍采用Origin软件完成，因此使用者往往是将通过Visual C++软件处理得到的PCT曲线图数据导出，然后在Origin软件中输出自己所需要的数据图。这样会导致整个过程比较繁琐，效率不高。 

发明内容

技术问题：为了克服传统的储氢材料PCT曲线测试数据处理过程中的上述各种缺点，本发明的目的在于提供一种快速、高效、简便易行的储氢材料PCT曲线测试的数据处理方法。 

技术方案：本发明的储氢材料压力-浓度等温线测试的数据处理方法为：首先对储氢材料吸放氢压力-浓度等温线（PCT曲线测试）的流程进行分析，得到阀门的时序开关状态以及温度和压力数据时序采集过程，并在此基础上得到储氢材料吸放氢量数学计算模型和材料内部的氢浓度数学计算模型，其中所涉及的氢气真实密度的计算采用32位参数的MBWR氢气状态方程；MBWR氢气状态方程是以压力为显式，以温度和密度为自变量，其形式为 p=ρRgT+Σj=119G(j)ρkjTmj+Σj=2032G(j)ρkjTmjeγρ2,]]>那么真实密度的计算可以归结为求非线性方程f(ρ)=ρRgT+Σj=119G(j)ρkjTmj+Σj=2032G(j)ρkjTmjeγρ2-p]]>的根，所采用的求根数值计算方法为弦截法，其初始值分别为0～0.002和理想气体密度，迭代终止条件为f(ρ)|≤10^-7，其中p表示氢气的压力，R_g表示理想气体常数，ρ表示氢气的真实密度，T表示氢气的温度，G(j)，k_j,m_j,γ表示MBWR氢气状态方程的系数；然后将通过传感器直接获得的测试数据和按Origin软件语法格式要求建立的模型分别填入到Origin数据表和Set column values对话框中，由Origin软件计算以后得到材料中氢浓度数据，最后以材料中氢浓度数据为横坐标，吸放氢平衡压数据为纵坐标在Origin软件中点击Plot命令实现储氢材料PCT曲线的输出，就得到储氢材料的吸放氢PCT曲线。