[发明专利]燃料电池传感器自动保护系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动保护系统及控制方法，尤其涉及一种燃料电池传感器自动保护系统及控制方法。

背景技术

燃料电池传感器由电极和电解液组成。被测气体进入传感器后发生不可逆的化学反应。在化学反应中传感器电解液不断被消耗，直到耗尽为止，就像某些燃料被烧尽一样。由上可见，传感器的寿命与所测气体的浓度有关，浓度越大，消耗越快，传感器寿命越短。在应用当中应尽量减少传感器在被测环境中的时间。在非测量状态下，将传感器密闭在某一腔体中，可以减少与外部气体的接触时间，延长传感器的使用寿命。

燃料电池传感器的另一个显著特点是不能受压，在较大的负压和正压条件下，极易损坏，其内部物质通常都有较强的腐蚀性，一旦因受压而损坏，极不容易处理。

在实际应用中，操作人员在通气时，必须特别小心地调节压力，以防损坏传感器，但是很多工况中，气源压力是不稳定的，可能会有瞬间高压造成传感器损坏。在测量过程中，如果气体浓度升高，而没有及时关断传感器两端的气路，会使传感器长时间工作在气体浓度较高的环境中，这样会降低其响应速度及缩短使用寿命。亟待出现一种对传感器具有压力保护和超量程保护的系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种燃料电池传感器自动保护系统及控制方法，能够解决现有燃料电池传感器因工作环境差且不稳定而造成的损害问题。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种燃料电池传感器自动保护系统，包括气路管道，置于气路管道上的燃料电池传感器、压力传感器和第一电磁阀；所述燃料电池传感器置于测试腔体中，所述压力传感器和第一电磁阀置于测试腔体外；所述压力传感器和燃料电池传感器的输出端通过信号处理电路连接至微控制器的输入端，所述微控制器的输出端通过驱动控制电路与第一电磁阀连接。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，所述第一电磁阀位于燃料电池传感器的进气端。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，还包括置于气路管道上的第二电磁阀，所述第二电磁阀设于燃料电池传感器的出气端并位于测试腔体外，所述第二电磁阀与驱动控制电路的输出端连接。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，还包括旁路管道，所述旁路管道的一端连接于第一电磁阀进气侧的气路管道上，所述旁路管道的另一端连接于第二电磁阀出气侧的气路管道上。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，所述压力传感器设于第一电磁阀的进气端。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，所述测试腔体内还设有与燃料电池传感器和信号处理电路的信号输入端相连接的连接器。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，所述微控制器还连接有输入设备。

上述的燃料电池传感器自动保护系统，其中，所述信号处理电路、微控制器、驱动控制电路和输入设备均设于测试腔体外。

本发明为解决上述技术问题还提供一种采用上述燃料电池传感器自动保护系统的控制方法，其中，包括如下步骤：S1、预先在微控制器中设定浓度范围、压力范围和恢复周期；S2、利用压力传感器检测出气路管道中的压力；S3、利用燃料电池传感器检测气体浓度；S4、信号处理器电路将压力传感器和燃料电池传感器的信号进行放大、滤波、A/D转换以后传递给微控制器；S5、微控制器根据测得的气体浓度和压力值，向驱动控制电路输出信号关闭或开启气路管道上的电磁阀。

上述的燃料电池传感器自动保护系统的控制方法，其中，所述步骤S5中微控制器的判断控制过程如下：a、气体浓度是否超出浓度范围，若是，则向驱动控制电路输出信号关闭第一电磁阀和第二电磁阀；b、压力值是否超出压力范围，若是，向驱动控制电路输出信号关闭第一电磁阀和第二电磁阀；c、若气体浓度未超出浓度范围，且压力值未超出压力范围，则保持第一电磁阀和第二电磁阀的当前状态；当气体浓度超出浓度范围或者压力值超出压力范围时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，所述微控制器每隔一个恢复周期，做出一次逻辑判断，如果气体浓度和压力值都恢复到浓度范围和压力范围后，则微控制器输出信号使驱动控制电路打开第一电磁阀和第二电磁阀或者允许用户通过输入设备打开第一电磁阀和第二电磁阀。