[发明专利]阳极回路氢浓度测量方法及系统

权利要求书

1.一种阳极回路氢浓度测量方法，其特征在于，包括：

获取阳极出口的气体总压力；

获取电堆（100）出口的气体温度；

获取参考时间段内阳极管路（300）反射的幅度最大的主反射超声波脉冲；

根据所述主反射超声波脉冲的发射时刻以及接收时刻，得到主反射时间差；

根据所述主反射时间差、所述气体总压力以及所述气体温度，得到阳极回路的实际氢浓度，计算方式包括：

根据公式：C=2*L/Δt，得到主反射声速；其中，C为主反射声速，L为超声波发射部（311）到反射部（312）的距离，Δt为主反射时间差；

根据公式：C= SQRT(κ*R*T*1000/Mgas)，得到阳极混合气的平均分子量；其中，SQRT为开平方，κ为等熵指数，对于阳极气体的成分，κ取1.4计算；R为理想气体常数，T为气体温度，Mgas为平均分子量；

根据公式：P_H2O =f(T)，得到水蒸气分压；其中，P_H2O为水蒸气分压，T为气体温度；

根据公式：P=P_H2+P_N2+P_H2O；

以及Mgas=(P_H2*2+P_N2*28+P_H2O*18)/P，得到氢气分压以及氮气分压；其中，Mgas为平均分子量，P_H2为氢气分压，P_N2为氮气分压，P_H2O为水蒸气分压；P为气体总压力；

根据公式：H1=P_H2/P；H2=P_H2/(P-P_H2O)，得到氢气浓度；其中H1为阳极循环的氢气浓度，H2为干氢气浓度，P_H2为氢气分压，P为气体总压力。

2.根据权利要求1所述的阳极回路氢浓度测量方法，其特征在于，所述阳极回路氢浓度测量方法还包括：

获取阳极回路的参考氢浓度；

获取阳极出口的参考气体总压力；

获取电堆（100）出口的参考气体温度；

根据所述参考氢浓度、所述参考气体总压力以及所述参考气体温度，得到参考反射时间差；

根据所述参考反射时间差，得到所述参考时间段。

3.根据权利要求2所述的阳极回路氢浓度测量方法，其特征在于，所述根据所述参考氢浓度、所述参考气体总压力以及所述参考气体温度，得到参考反射时间差的步骤包括：

根据所述参考气体温度，得到参考水蒸气分压；

根据所述参考氢浓度、所述参考气体总压力以及所述参考水蒸气分压，得到参考氢气分压；

根据所述参考气体总压力、所述参考水蒸气分压以及所述参考氢气分压，得到参考氮气分压；

根据所述参考水蒸气分压、所述参考氢气分压以及所述参考氮气分压，得到阳极混合气的参考平均分子量；

根据所述参考平均分子量以及所述参考气体温度，得到参考反射声速；

根据所述参考反射声速以及超声波发射部（311）到反射部（312）的距离，得到所述参考反射时间差。