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.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113604815A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110861626.1(22)申请日2021.07.29(71)申请人中国船舶重工集团公司第七一八研究所地址056027河北省邯郸市展览路17号(72)发明人郭少波王杰鹏宋时莉陶志杰龚剑李黎明孙俊凯丁睿焦文强(74)专利代理机构中国船舶专利中心11026代理人董金鹏(51)Int.Cl.C25B1/04(2021.01)C25B15/023(2021.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称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(57)摘要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。CN113604815ACN113604815A权利要求书1/2页1.一种水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，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。5.根据权利要求4所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，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。6.根据权利要求1所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，所述主控电路板包括使用低温飘参考电压芯片的电压信号采集电路，且所述电压芯片的程序内部设置有滤波算法。7.根据权利要求1所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，所述开关电路板的正面电路为分别与所述电压采样机构和所述电压转换电路板相连接的高压电路，所述开关电路板的背面电路为用于接收所述主控电路板控制信号的低压电路。8.根据权利要求1至7中任一项所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，所述采样导线采用可插拔式的接线端子与所述极板相连。9.根据权利要求8所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统，其特征在于，所述主控电路板与所述电压转换电路板的连接端子采用牛角座端子；和/或所述电压转换电路板和所述开关电路板的连接端子采用XH2.54端子。10.一种电压采集方法，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统执行如下步骤：2CN113604815A权利要求书2/2页分别统计水电解制氢设备中电解槽小室的数量和所述下位电压采集装置中各个电路板中的通道数，并根据统计结果计算所需要的所述开关电路板的目标数量；将水电解制氢设备中所有电解