(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210455947.6 (22)申请日 2022.04.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114705251 A (43)申请公布日 2022.07.05 (73)专利权人 北京雷动智创科技有限公司 地址 100192 北京市海淀区西小口路6 6号 中关村东升科技园 ·北领地D-3楼1层 105室 (72)发明人 张雷　李海东　谷海涛　 (74)专利代理 机构 北京东方盛凡知识产权代理 有限公司 1 1562 专利代理师 李彬 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01)审查员 张有亮 (54)发明名称 一种制氢电解槽 状态监测装置及方法 (57)摘要 本发明公开一种制氢电解槽状态监测装置 及方法， 包括流量传感器、 电流传感器、 热敏电 阻、 信号采集板、 中央计算机及显示器； 所述流量 传感器设置在制氢电解槽的电解液管道内， 所述 电流传感器设置在制氢电解槽的电源线上， 所述 热敏电阻设置在制氢电解槽内部， 所述信号采集 板与所述传感模块、 热敏电阻及中央计算机连 接。 所述中央计算机与所述显示器连接； 通过上 述技术方案， 本发明能够有效实现制氢电解槽健 康状态在线检测。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114705251 B 2022.11.25 CN 114705251 B 1.一种制氢电解槽状态监测方法， 其特 征在于， 包括： 获取健康状态信号， 其中所述健康状态信号包括电压信号、 电流信号、 热敏电阻阻值及 流量信号； 对健康状态信号进行预处理， 对预处理后的健康状态信号进行分仓处理， 基于分仓处 理后的信号 通过人工智能算法构建辨识模型； 获取当前状态信号， 通过辨识模型对当前状态信号进行辨识， 并对辨识结果进行判断， 得到电解槽健康状态； 辨识模型的构建过程包括： 通过最小二乘拟合方法分别对所述分仓处理后的信号中不同数据仓中的信号进行计 算， 得到不同数据仓下 的电压电流模型及电流流量模型， 并分别对电压电流模型及电流流 量模型进行迭代更新， 得到辨识模型； 其中所述电压电流模型及电流流量模型均采用三阶模型， 所述辨识模型为迭代更新完 成的电压电流模型及电流 流量模型； 对辨识结果进行判断的过程还 包括： 通过当前温度信号提取迭代更新完成的 电流流量模型， 基于电流信号， 通过提取的模 型计算得到流量参考值， 对流量参考值与流量信号进行差值计算， 基于流量差值计算结果 获取电解槽健康状态， 其中， 当所述流量差值计算结果绝对值小于流量第一阈值时， 则电解 槽健康状态为健康状态、 当所述差值计算结果绝对值大于流量第一阈值且小于流量第二阈 值时， 则电解槽健康状态为电流流量不匹配的亚健康状态、 当所述流量差值计算结果绝对 值大于流 量第二阈值时， 则电解槽健康状态为电流 流量严重不匹配的不 健康状态； 所述制氢电解槽状态监测方法应用于一种制氢电解槽状态监测装置， 其中制氢电解槽 状态监测装置包括： 流量传感器、 电流传感器、 热敏电阻、 信号采集板、 中央计算机及显示 器； 所述流量传感器设置在制氢电解槽的电解液管道内， 所述电流传感器设置在制氢电解 槽的电源线 上， 所述热敏电阻设置在制氢电解槽内部， 所述信号采集板与所述流量传感器、 电流传感器、 热 敏电阻及中央计算机连接， 所述中央计算机与所述显示器连接； 所述信号采集板用于获取流量信号、 电流信号、 电压信号及热敏电阻阻值， 并将所述流 量信号、 电流信号、 电压信号及热 敏电阻阻值传输给中央计算机； 所述中央计算机用于接收信号采集板传输的数据， 并基于接收的数据， 通过人工智能 算法判断电解槽健康状态； 所述显示器用于 显示所述电解槽健康状态。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 所述信号采集板包括电压采样单元、 电流信号采样单元、 温度转换单元、 中央处理器、 流量处理单元、 存储单元、 通讯单 元、 供电单 元； 其中所述中央处理器分别与所述电压采样单元、 电流信号采样单元、 温度转换单元、 流 量处理单元、 存储单元、 通讯单 元连接； 所述电压采样单 元通过电压采集线与制氢电解槽小室连接， 获取 所述电压信号； 所述电流信号采样单 元通过连接电流传感器获取 所述电流信号； 所述温度转换 单元通过连接热敏电阻并通过桥式电路获取 热敏电阻阻值；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114705251 B 2所述流量处理单元通过连接流量传感器获取流 量信号； 所述中央处理器用于获取所述电压信号、 电流信号、 热敏电阻阻值及流量信号， 并通过 通讯单元将所述电压信号、 电流信号、 热 敏电阻阻值及流 量信号传输给中央计算机； 所述供电单元用于为电压采样单元、 电流信号采样单元、 温度转换单元、 中央处理器、 流量处理单元、 存储单元及通讯单 元进行供电。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 所述热敏电阻包括第一热敏电阻、 第二热敏电阻及第三热敏电阻； 其中所述第一热敏 电阻预埋于制氢电解槽正极电解极板内， 所述第二热敏电阻预埋于制氢电解槽中间电解极 板内， 所述第三热 敏电阻预埋于制氢电解槽负极电解极板内。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 所述中央计算机与一个或若干个信号采集板通过交换机连接， 所述一个信号采集板与 一个制氢电解槽对应连接 。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 对健康状态信号进行 预处理的过程包括： 基于电阻信号计算得到极板温度； 对所述流量信号、 电流信号及电压信号进行 标幺化处 理； 基于极板温度对标幺化处 理后的数据进行剔除， 得到预处 理后的健康状态信号。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 对预处理后的健康状态信号进行分仓处 理的过程包括： 基于极板温度， 对所述流量信号、 电流信号及电压信号进行分仓处理， 得到分仓处理后 的信号， 其中每1℃为 一个数据仓 。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于： 对辨识结果进行判断的过程包括： 获取当前状态信号， 其中当前状态信号包括当前温度信号、 当前电压信号、 当前电流信 号、 当前流 量信号； 通过当前温度信号提取迭代更新完成的 电压电流模型， 基于电流信号， 通过提取的模 型计算得到电压参考值， 对电压参考值与电压信号进行差值计算， 基于电压差值计算结果 获取电解槽健康状态， 其中， 当所述电压差值计算结果绝对值小于电压第一阈值时， 则电解 槽健康状态为健康状态、 当所述电压差值计算结果绝对值大于电压第一阈值且小于电压第 二阈值时， 则电解槽健康状态为亚健康状态、 当所述电压差值计算结果绝对值大于电压第 二阈值时， 则电解槽健康状态为 不健康状态。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114705251 B 3