[发明专利]水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法

说明书

本发明公开了一种水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法，其中，监测系统包括：电压采样机构，包括多根采样导线，每个电解槽小室的极板分别与一根采样导线的一端连接；下位电压采集装置，包括主控电路板、电压转换电路板和至少一个开关电路板，多根采样导线的另一端并联接入至少一个开关电路板，至少一个开关电路板的另一端能与电压转换电路板连通；主控电路板能向开关电路板发送控制信号以将与其连接的采样导线和电压转换电路板相连通；上位监控软件，与主控电路板相连通，上位监控软件能读取存储在主控电路板的寄存器中的目标采样信号并展示。本发明安全可靠，可完全自动化测量、监控、记录电解槽小室的电压。

技术领域

本发明涉及水电解制氢设备技术领域，尤其涉及一种水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法。

背景技术

水电解制氢设备中的核心装置就是电解槽，电解槽小室电压正常与否反映着电解槽工作状态，代表着膜性能好坏以及单元槽的阳极、阴极活性状态，小室电压过高严重可能引起爆炸，小室电压异常降低可能存在短路问题而引起火花，实时监测电解槽小室电压对设备安全运行、节约能耗有重要参考意义。

测量小室电压具有特殊的难点，随着小室电压增多，共模电压逐步累计，有的可达500VDC以上。一般的测量仪表转换器测量电路不能抗如此高的共模电压，举例来说，测0～2VDC容易，但测500～502VDC对电路有特殊要求。并且电解槽型号众多，小室数目从几十到数百不等，如何适配不同型号电解槽，并高效地进行大量数据的采集、监测及记录成为了急需解决的难题。

当前主流采用万用表人工巡检的方式记录小室电压，大型水电解设备电解槽小室数高达数百个，电流高达数千安培，温度达九十摄氏度左右，近距离接触十分危险且费时费力，并且无法做到实时监测和同时记录所有小室电压数据。目前有采用PLC自动测量小室电压的方式，这种测量方式需要使用大量的AI模块，造成成本极高，且占用空间很大，十分笨重导致使用不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法，用以解决现有中设备体积大、成本高及测量方法危险、费时费力等难题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，包括：电压采样机构，包括多根采样导线，每个电解槽小室的极板分别与一根所述采样导线的一端连接；下位电压采集装置，包括主控电路板、电压转换电路板和至少一个开关电路板，多根所述采样导线的另一端并联接入所述至少一个开关电路板，所述至少一个开关电路板的另一端能与所述电压转换电路板连通；所述主控电路板能向所述开关电路板发送控制信号以将与其连接的所述采样导线和所述电压转换电路板相连通；上位监控软件，与所述主控电路板相连通，所述上位监控软件能读取存储在所述主控电路板的寄存器中的目标采样信号并展示；在工作状态下，所述主控电路板能按照预设方案连通所述至少一个开关电路板和所述电压转换电路板，所述电压采样机构能将采集到的目标差分电压信号发送给与其连通的所述开关电路，所述电压转换电路能将接收到的所述目标差分电压信号转换为目标单端电压信号，所述主控电路板能将接收到的所述目标单端电压信号处理后存储在所述寄存器中并与所述上位监控软件进行通讯。

优选的，其中，所述上位监控软件能自动记录读取的所述目标采样信号并根据所述目标采样信号监测每个电解槽小室的工作状态，基于所述目标采样信号满足预设条件，所述上位监控软件进行报警处理。

优选的，其中，所述电压采样机构还包括固定设置在电解槽上方的绝缘支架，所述绝缘支架上开设有便于所述采样导线穿设的线孔，且所述采样导线的数量和所述线孔的数量相等。

优选的，其中，所述电解槽小室的每个极板上均开设有一个与所述采样导线连接的螺纹孔，且各个所述螺纹孔相错设置。

优选的，其中，所述目标差分电压信号包括至少一对从组成电解槽小室的两个极板上分别采集的电压信号。