专利名称：一种sofc电极电导的计算机自动测量方法
技术领域：
本发明涉及一种电导测量方法，特别涉及一种SOFC(固体氧化物燃料电池)电极 电导的计算机自动测量方法。
背景技术：
中高温SOFC制备过程中，不同温度下的电极电导大小对制备的SOFC性能影响很 大。被测电极材料多为半导体，电导随温度变化较小。传统电导测量多采用常温下仪器检 测，手动操作，人工轮询值班记录数据等落后的测量方式，设备操作频繁，记录数据准确性 难以把握，且实验效率低；专利申请一种虚拟仪器控制的四电极法电导率测试装置，(申 请号200810106138 ;申请人北京工业大学)，该专利申请只适用于室温条件下的电导率 测量。因此，开发和研制新的SOFC电极电导测量方法，精确测量电极材料在不同温度下的 电导值，对SOFC的性能研究具有十分重要的作用。

发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种SOFC电极电导的计算机自动测量方法，适 用于不同温度下电极电导的精确测量及其过程观测。该方法通过设置微反装置内温度及电 极电流，测量电极两端电压，获得电极在不同温度下的电导值。
本发明的技术方案 将待测电极置于反应器中，反应器置于微反装置中。通过温控仪控制微反装置内 的温度，温度测量仪测量反应器中的温度，电流源表给待测电极提供电流，电压表测量待测 电极电压。将仪器与上位机相连，并在上位机编写测量系统，实现对现场设备参数的实时设 置与测量。具体步骤如下 (1)本发明的测量平台是以上位计算机作为核心，由微反装置、反应器、电压表、电 流源表、温控仪以及测温仪构成一个测量系统。将待测电极置于反应器中，反应器置于微 反装置内，电流源表与电压表分别通过两根探针与待测电极相连。电流源表和电压表通过 GPIB(通用接口总线)电缆与上位计算机的GPIB控制卡连接。温控仪和测温仪的热电偶分 别置于微反装置和反应器内部。温控仪和测温仪通过RS232-485模块与计算机的232串口 相连。上位计算机驱动端口采集现场电流源表电流值、电压表电压值、温控仪及测温仪的温 度值，实现高精度高效率S0FC电极电导的自动测量。 (2)进行电流、采样时间等常规设定后，按下述三种方式设置可编程参数表格，然 后运行测量系统，实现测量参数的处理及实时显示 1)本发明实现在一个可编程参数表中对一组参数实施测量可选择的设置，将可编 程参数表中参数分为测量参数和可选测量参数两种类型，其中可选测量参数具有是否测量 的选择设置特点。 2)本发明实现测量参数下载功能保存数据的多重选择方法，一种是将参数同时传 送到数据库保存和下载传输到现场设备中保存，另一种是将参数只下载保存，而不传送到数据库保存。 3)本发明实现升温段任意长度无缝连续的程序升温过程，为了满足升温段任意长
度的连续温控要求，采用分区循环下载升温段的方法来解决延长现场温控仪限定的升温段
长度(温控仪升温段长度最大为30段)，使升温过程全程运行无缝连续。 本发明的有益效果是，SOFC电极电导率的测量中，参数设置操作灵活，提供了参数
可测量选择设置方式，可以满足多种测试条件的不同测量参数需求的设置选择有利于优选
有效信息，提高软件产品的复用性；数据保存的多种方式，优化了数据传输效率；具有升温
段长度灵活延长及无缝的连续运行，使条件有限的温控仪自身控制功能得以延伸和增强，
使温控设备性价比提高，经济效益随之提升；本发明的最大优点是改造了 S0FC电极电导测
量传统实验研究手段，大大提高测量效率及测量精度。


图1测量系统现场连接示意图。 图2参数设置下载流程图。 图3升温段任意长度连续升温流程图。
具体实施例方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明具体实施例。
实施例1 :实现可编程参数表参数测量可选择的设置 同一组S0FC电极电导参数，在不同的温度环境下，电导的计算值是不同的。为了 自动测量S0FC电极电导d，需要微反装置中的SOFC电极在程序升温过程中，在电极电流给 定条件下，获得温度环境参数和计算电导相关参数，其中温度环境参数包括微反装置段温 度Td和反应器温度Tf ，电导相关参数包括微反装置腔体电压E和SOFC电极电压U。可编 程参数表将这些测量参数分为测量参数和可选测量参数两种类型，其中，Td和Tf用于实时 显示在计算机监控界面的数据表中，属于测量参数；E和U为可选测量参数，可选择是否显 示。程序中，定义测量参数为整形变量，可选择测量参数为逻辑形变量，并提供是否测量的 复选框，不同操作赋给不同的逻辑值，通过判断逻辑变量的值，达到对应可选择测量参数的 是否显示。 实施例2 :实现测量参数下载功能保存数据的多重选择方法 默认将上次下载的数据库中历史参数表加载到内存和当前表格中。可创建新空白 表格进行参数设置，或选择挚蚩獍，加载数据库中的历史参数表到当前内存中。参数设置完 成后，选择撓略財，每次根据参数更新标志变量(m—bDataChangeFlag)，查询参数表是否有 数据变化，并分两种方式进行下载。 一种是将参数同时传送到数据库保存和下载传输到现 场设备中保存，另一种是将参数只下载保存，而不传送到数据库保存。如果检测为新设置数 据，按第一种方式保存，将可编程参数表格提交保存到数据库Access相应的新数据表(如 20091031000)，将升温参数下载到现场温控仪的寄存器中保存。否则，按第二种方式保存参 数。具体流程图如图2所示。 实施例3 :实现升温段任意长度无缝连续的程序升温过程 现有支持计算机通信的温控仪可提供最大升温段为30段，每个升温段包含了段温度T和时间段C两个参数，为了满足升温段任意长度的连续温控要求，关键是解决运行下 载参数时可能出现时间上的摱系铦现象，以确保下载参数在时间上的撑薹輋连续。本发明 对于大于30个段(提供最大值长度为100段)的程序升温，程序中以温控仪内30个升温 段的长度作为一个完整的升温区域，在此基础上等分成两个运行区间，每个运行区间为15 个升温段，且作为一个下载区域。根据循环测定运行区域是否结束来判断是否需要下载下 一个运行区域的升温段，依次将所有运行区间参数下载到温控仪寄存器中，完成全部升温 的连续过程。当温控仪寄存器下载满30段参数后仍有待下载参数，需将寄存器第30段时 间段置-l，用于跳转到温控仪首段参数继续执行，并调整下一待下载运行区间的起始升温 段。此外，每次下载运行区间参数前，需将根据升温参数表获取的总的所需运行区间数与已 经运行的区间数进行比较，判断所有升温段是否均已下载完成，若完成则只发送温度采集 指令，否则继续执行参数下载流程；还需实时获取温控仪总的已运行升温段数，并根据不同 的升温段数，下载不同的待下载运行区间参数；下载运行区间参数时，需判断此运行区间参 数是否下载，以避免参数的重复下载。具体流程图如图3所示。
权利要求
一种SOFC电极电导的计算机自动测量方法，其特征在于如下步骤(1)测量平台是以上位计算机作为核心，由微反装置、反应器、电压表、电流源表、温控仪以及测温仪构成一个测量系统；将待测电极置于反应器中，反应器置于微反装置内，电流源表与电压表分别通过两根探针与待测电极相连；电流源表和电压表通过GPIB电缆与上位计算机的GPIB控制卡连接；温控仪和测温仪的热电偶分别置于微反装置和反应器内部；温控仪和测温仪通过RS232-485模块与计算机的232串口相连；上位计算机驱动端口采集现场电流源表电流值、电压表电压值、温控仪及测温仪的温度值；(2)常规参数设定后，按下述三种方式设置可编程参数表格，然后运行测量系统，实现测量参数的处理及实时显示(1)实现可编程参数表参数测量可选择的设置温度环境参数包括微反装置段温度Td和反应器温度Tf，电导相关参数包括微反装置腔体电压E和SOFC电极电压U；可编程参数表将这些测量参数分为测量参数和可选测量参数两种类型，其中，Td和Tf用于实时显示在计算机监控界面的数据表中，属于测量参数；E和U为可选测量参数，可选择是否显示；程序中，定义测量参数为整形变量，可选择测量参数为逻辑形变量，不同操作赋给不同的逻辑值，通过判断逻辑变量的值，达到对应可选择测量参数的是否显示；(2)实现测量参数下载功能保存数据的多重选择方法参数设置确认完成后选择撓略財，程序中保存参数采用两种方式一种是将参数同时传送到数据库保存和下载传输到现场设备中保存，另一种是将参数只下载保存，而不传送到数据库保存；如果检测为新设置数据，按第一种方式保存，将可编程参数表格提交保存到数据库Access相应的新数据表，将升温参数下载到现场温控仪的寄存器中保存；如果选择摯蚩獢，表示选用数据库历史参数表，作为当前内存可编程参数表，选择撓略財后则按第二种方式保存参数；无论何种情况，程序在每次下载参数表时，都要通过一个更新标志变量m_bDataChangeFlag，查询参数表是否有数据变化，然后按指定方式保存参数；(3)实现升温段任意长度无缝连续的程序升温过程现有支持计算机通信的温控仪提供最大30段的升温段，每个升温段包含了段温度T和时间段C两个参数；本发明提供最大值升温段长度为100段，大于30段的程序升温，程序中以温控仪内30个升温段的长度作为一个完整的升温区域，在此基础上等分成两个运行区间，每个运行区间为15个升温段，且作为一个下载区域；根据循环测定运行区域是否结束来判断是否需要下载下一个运行区域的升温段；每完成一个运行区间时，从待下载温度段参数中选取下一个运行区域的升温段参数下载到温控仪寄存器前一个结束的运行区域中；此后每完成一个运行区间，则重复上一步骤，直至将所有待下载的升温段均下载到温控仪寄存器中，到此即完成全部升温的连续运行过程。
全文摘要
一种固体氧化物燃料电池(SOFC)电极电导的计算机自动测量方法，属于化工能源材料性能测试技术领域。其特征是实现可编程参数表的参数测量可选择的设置，将可编程参数表中参数分为测量参数和可选测量参数两种类型，即对于可选测量参数可以选择是否测量；实现测量参数下载功能在数据库和现场设备中保存数据的多重选择方法；实现升温段任意长度无缝连续的程序升温过程，采用分区循环下载升温段的方法来解决延长现场温控仪限定的升温段长度，使升温过程全程运行无缝连续；该方法的实现改变了传统人工测量手段，延伸并增强了温控仪自身功能，使测量系统具有灵活的操作效率和较高的性价比，并且具有SOFC电极电导自动测量的高精度和高效率。
文档编号G01R27/02GK101699299SQ20091030963
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者仲崇权, 杨素英, 王萌 申请人:大连理工大学