[发明专利]一种氢气检测和纯化装置

说明书

一种用于检测混合气体中氢气含量的装置，包括储气罐和容器，所述容器分为左右两个子容器，其中所述左右两个子容器通过中间的隔板隔开，所述隔板将所述左右两个子容器在上、前、后三面隔开，在下侧留有一定的空间，所述左侧子容器设置有用于封闭左侧子容器顶端的盖子，所述盖子下侧面涂覆有钯薄膜，所述左侧子容器的左侧壁上端设置有进气口，所述储气罐通过软管与所述进气口相连，向所述左侧子容器供气，在软管上设置有流量计和电磁阀；所述容器中装有水，在自然状态下，没过所述隔板底端；所述右侧子容器顶端为开放空间。

技术领域

本发明涉及气体检测及制备领域，具体涉及氢气含量的检测及氢气制备领域。

背景技术

氢气是一种无色无味、易燃易爆的气体。在生产、储存运输过程中容易泄露，或者生产出来的氢气不纯，因此需要氢气的含量进行精确的测量。

现有技术中氢气测量方式包括气象色谱检测技术，这种测量手段误差较大，灵敏度低，操作复杂。或者采用电化学氢气传感器，其工作范围覆盖较广，并且功耗低，但电极寿命有限，而且需要给传感器供电，不安全。还有光纤传感方式，CN1587992A提供了一种微悬臂梁驱动的光强调制型光纤传感器，受温度影响较小，成本低，操作简单；CN109557049A公开了一种采用光学回音壁模式微盘腔的氢气传感器，功耗低，抗干扰能力强，安全性高。但以上两种都不是直接测定氢气的含量，而是氢气被钯吸收，吸收导致钯膜变形，钯膜导致微悬臂(回音壁变形，变形导致光谱(光强)的变化，其中经过了多个介入因素，一旦其中一个因素不准确，例如，微悬臂的形变量发生突变，与氢气没有相关关系或相关关系发生变化，则导致氢气的含量测量不准确。为解决上述问题，本发明提供了一种氢气含量检测装置，没有过多的介入因素，也不需要大型精密仪器，操作简单，也降低了成本。

发明内容

为解决现有技术氢气含量测不准以及成本高、操作复杂的问题，本发明提出了一种用于检测气体中氢气含量的容器，同时可以对该容器进一步改进作为制备纯化氢气的装置，测量结果准确，操作简单易行，没有很强专业知识的人士也能够完成相关操作。

本发明通过以下技术方案实现：一种用于检测混合气体中氢气含量的装置，包括储气罐和容器，其特征在于，所述容器分为左右两个子容器，其中所述左右两个子容器通过中间的隔板隔开，所述隔板将所述左右两个子容器在上、前、后三面隔开，在下侧留有一定的空间，所述左侧子容器设置有用于封闭左侧子容器顶端的盖子，所述盖子下侧面涂覆有钯薄膜，所述左侧子容器的左侧壁上端设置有进气口，所述储气罐通过软管与所述进气口相连，向所述左侧子容器供气，在软管上设置有流量计和电磁阀；所述容器中装有水，在自然状态下，没过所述隔板底端；所述右侧子容器顶端为开放空间。

所述储气罐中的气体可以是生产制备的不纯氢气，也可以是氢气泄露之后重新回收的混合气体。

根据本发明的一种实施方式，所述左右两个子容器的侧壁上均设置有刻度，用于读取左右两个子容器中水面的水位。

根据本发明的一种实施方式，所述钯薄膜表面设置有密封层，所述密封层可以在盖子封闭的情况下，通过自动方式打开。加装密封层的目的是为了获取钯薄膜吸收氢气之前和之后的水位变化情况。

一种采用本发明任一种实施方式的用于检测混合气体中氢气含量的装置检测氢气含量的方法，包括如下步骤：

S1.打开储气罐，打开通气电磁阀，在钯薄膜被密封的情况下，向所述左侧子容器中通入混合气体，记录通入气体的流量L；

S2.在通入气体的情况下，左侧子容器上部气压增加，水位下降，记录水面所在位置h1，同时右侧子容器中水面位置上升，记录水面所在位置h2，两者水位差为δh1＝h2-h1；

S3.打开钯薄膜表面的密封层，钯薄膜对混合气体中的氢气产生吸收作用，左侧子容器此时左侧子容器上部气压减小，水位上升，记录水面位置为h3，同时右侧子容器中水位下降，记录水面所在位置为h4，两者水位差为δh2＝h4-h3；