[发明专利]一种钒电池充电状态的检测方法及其装置

权利要求书

1.一种钒电池充电状态的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）用光谱型表面等离子体共振传感器检测所述钒电池的电解液，得到所述电解液的表面等离子体共振光谱信息，并计算得到所述电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率；

（2）通过预先建立的各种参数下电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率与充电状态关系的数据库查询或计算得到所述钒电池的充电状态。

2.如权利要求1所述的钒电池充电状态的检测方法，其特征在于：所述步骤（2）中的参数为总钒离子浓度、钒离子种类和酸度中的至少一种，所述数据库的建立包括如下步骤：

（2.1）配置一定参数下的钒电池电解液；

（2.2）用光谱型表面等离子体共振传感器检测不同充电状态下步骤（2.1）中钒电池电解液的表面等离子体共振光谱信息；

（2.3）计算并存储步骤（2.1）中的参数下钒电池充电状态同电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率的关系；

（2.4）改变电解液的参数，重复步骤（2.1）~（2.3）直到检测并记录所需的全部参数下钒电池充电状态同电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率的关系。

3.如权利要求1或2所述的钒电池充电状态的检测方法，其特征在于：所述光谱型表面等离子体共振传感器包括含有探测面的表面等离子体共振激发模块，所述步骤（1）和/或步骤（2）中电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率的获得包括如下步骤：

A、使钒电池的电解液接触所述表面等离子体共振激发模块的探测面；

B、使光源入射到所述探测面上，激发表面等离子体共振现象，所述光源为具有连续波段的光源、具有离散波段的光源和波段可调的光源中的一种；

C、获取所述电解液的表面等离子体共振光谱信息；

D、处理所述电解液的表面等离子体共振光谱信息，计算得到电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率。

4.如权利要求3所述的钒电池充电状态的检测方法，其特征在于：所述表面等离子体共振激发模块为镀有金属膜的棱镜，所述棱镜中镀有金属膜的一面作为探测面；或者所述表面等离子体共振激发模块为具有金属表面的光栅，该具有金属表面的光栅整体作为探测面。

5.如权利要求3所述的钒电池充电状态的检测方法，其特征在于：所述表面等离子体共振激发模块为镀有金属膜的棱镜，所述棱镜中镀有金属膜的一面作为探测面，所述步骤B中，所述光源经过准直光路变为平行光束从所述棱镜的入射面入射或者变为平行光束且垂直所述棱镜的入射面入射，并在所述棱镜的探测面上发生内全反射后从所述棱镜的出射面出射。

6.一种钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：包括光谱型表面等离子体共振传感器、电解液流池、处理模块，所述光谱型表面等离子体共振传感器包括发光模块、表面等离子体共振激发模块和探测模块，其中：

所述发光模块，用于提供光源，使所述光源入射到所述表面等离子体共振激发模块的探测面上，所述光源为具有连续波段的光源、具有离散波段的光源和波段可调的光源中的一种；

所述表面等离子体共振激发模块，用于在所述表面等离子体共振激发模块的探测面上激发表面等离子体共振现象；

所述探测模块，用于获取所述电解液的表面等离子体共振光谱信息；

所述处理模块，用于根据所述电解液的表面等离子体共振光谱信息计算得到电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率，并在预先建立的各种参数下电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率与充电状态关系的数据库中查询或计算得到所述钒电池的充电状态； 

电解液流池，与所述表面等离子体共振激发模块的探测面配合，设有电解液出入的通道，使钒电池的电解液接触所述探测面。

7.如权利要求6所述的钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：还包括存储模块，用于存储各种参数下电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率与充电状态关系的数据库，所述电解液的表面等离子体共振波长和/或折射率是在各种参数下由所述检测装置检测得到。

8.如权利要求6或7所述的钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：所述表面等离子体共振激发模块为镀有金属膜的棱镜，所述棱镜中镀有金属膜的一面作为探测面；或者所述表面等离子体共振激发模块为具有金属表面的光栅，该具有金属表面的光栅整体作为探测面。

9.如权利要求8所述的钒电池充电状态的检测装置，其特征在于：所述表面等离子体共振激发模块为镀有金属膜的棱镜，所述发光模块包括沿发射光路方向依次设置的光源和准直光路，所述准直光路将所述光源发送的光变为平行光束从所述棱镜的入射面入射或者变为平行光束且垂直所述棱镜的入射面入射。