氦質譜檢漏儀燃料電池領域檢漏應用
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氦質譜檢漏儀燃料電池領域檢漏應用


應用十三、氦質譜檢漏儀燃料電池領域檢漏應用(天津某科研院所)

一、燃料電池檢漏原因

燃料電池(Fuel cell)是將所供燃料的化學能直接變換為電能的一種能量轉換裝置,是通過連續供給燃料從而能連續獲得電力的發電裝置。由於其具有發電效率高,適應多種燃料和環境特性好等優點,是繼火電、水電、核電之後的第四代發電方式,被譽為 21 世紀清潔、高效的動力源,近年來獲得了飛速發展。質子交換膜燃料電池就是其中的一種,其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成,多個單體電池以串聯方式層疊組合而成電堆,即構成質子交換膜燃料電池電堆,電堆的核心是膜電極組件和雙極板。為確保膜電極的生產品質和生產效率,必須建立燃料電池膜電極的真空檢漏裝置,能快速、準確地對膜電極進行真空檢漏。

二、燃料電池檢漏方法
Pfeiffer HLT 560 氦質譜檢漏儀提供兩種檢漏模式,負壓模式 (vacuum mode) 及正壓模式 (sniffer mode) ,燃料電池膜電極的真空檢漏裝置採用的是負壓模式檢漏,其檢漏步驟如下:
保壓:將燃料電池放入保壓罐中,充入四個大氣壓的氦氣,保壓兩小時;
卸壓:將氦氣從排氣口回收,以便重複利用,將燃料電池取出;



將燃料電池放入充有 4 個大氣壓氦氣的保壓罐中,保壓 2 個小時
1) 沖洗:將保過壓的燃料電池用氮氣沖洗表面,以便殘餘在表面的氦氣沖走;
2) 密封:將燃料電池放入檢測盒中,注意密封,將蓋子蓋好;
3) 測試:啟動氦質譜檢漏儀,使用氦質譜檢漏儀真空模式,首先氦質譜檢漏儀內部前級泵對檢測盒抽真空,測試口到達一定真空度(25 mbar 業界最高)時開始測試,如果有燃料電池有洩露的話,氦質譜檢漏儀漏率值會跳動,並且數值上升,產生漏電報警。

氦質譜檢漏儀操作簡圖如圖:



氦質譜檢漏儀實體圖如圖:


 

三、燃料電池檢漏形式說明
燃料電池膜電極的真空檢漏裝置主要包括檢測盒,連接管路,壓力閥,保壓灌,壓力錶,角閥,支架和氦質譜檢漏儀等。壓力錶安裝在保壓灌頂部,為便於操作,可將汽缸,小車,支架和氦質譜檢漏儀集成在一起。另外對於汽缸的密封最好經常更換 O 型圈,因為重複使用會影響到密封的可靠性,進而影響測漏的效果。
檢測過程中可以通過手動角閥的控制,對兩個檢測盒分別進行檢測。

四、氦質譜檢漏儀其它應用
一般真空相關設備應用如濺鍍 (suppering system) 機台,蒸鍍機台 (evaporator) 檢漏,低溫容器,高壓真空開關,高壓容器,電子零件如震盪器 (oscillator) 等等均可應用普發氦質譜檢漏儀來進行檢漏。

 

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