CN117928843A - 电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽。电解槽的氢气泄露检测方法，包括：在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。本发明的电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽，通过引入电化学阻抗检测技术，提供了一种更为直接、准确和不受外部条件影响的氢气泄露诊断手段，有助于提高电解槽的安全性和效率。

Description

电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽

技术领域

本发明涉及电解技术领域，尤其涉及一种电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽。

背景技术

相关技术中，在碱水制氢电解槽运行过程中，受垫片和隔膜的影响，阴极产生的氢气会渗透到阳极半小室中。一方面，阳极半小室中的氢气会发生氢氧化反应(HOR)，占用阳极电极催化活性，降低电解槽电流效率；另一方面，当阳极小室中的氢气含量增大时，可能发生氢氧燃烧，甚至爆炸的风险。

在现有技术中，电解槽厂商主要采用监控小室电压的方法来间接验证小室内部是否发生氢气渗漏。但是，由于小室电压受小室流量、小室温度、小室一致性等多方面影响，无法直接由小室电压的数据来验证是否发生氢气渗漏，因此上述方法无法准确反映出电解槽的氢气泄露情况。

发明内容

本发明提供一种电解槽的氢气泄露检测方法、检测装置和电解槽，用以解决现有技术中的缺陷，实现如下技术效果：引入电化学阻抗检测技术，提供了一种更为直接、准确和不受外部条件影响的氢气泄露诊断手段，有助于提高电解槽的安全性和效率。

根据本发明第一方面实施例的电解槽的氢气泄露检测方法，包括：

在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室的步骤，具体包括：

根据两个相邻电解小室的小室电压的电压差值大于预设电压差值，则在该两个相邻的电解小室中，将较低的小室电压所对应的所述电解小室标记为异常电解小室。

根据本发明的一个实施例，所述对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤，具体包括：

利用电化学阻抗检测装置，连接在所述异常电解小室中的阴极双极板和阳极双极板，对所述异常电解小室输入小幅度正弦交流信号，同时反馈得到所述实际电化学阻抗数据。

根据本发明的一个实施例，在所述对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤中，所述实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct。

根据本发明的一个实施例，所述在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到电化学阻抗数据步骤之后，电解槽的氢气泄露检测方法还包括：

在所述电解槽停机后，对与所述异常电解小室相邻的正常的电解小室进行电化学阻抗检测，以得到标准电化学阻抗数据；

则所述根据所述电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

根据所述实际电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

根据本发明的一个实施例，所述实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct，所述标准电化学阻抗数据包括标准隔膜阻抗R_m’和标准电荷转移阻抗R_ct’；

则所述根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在所述实际隔膜阻抗R_m与所述标准隔膜阻抗R_m’之差大于第一阻抗差，且所述实际电荷转移阻抗R_ct与所述标准电荷转移阻抗R_ct’之差大于第二阻抗差的情况下，确定所述异常电解小室发生氢气泄露；

在所述实际隔膜阻抗R_m与所述标准隔膜阻抗R_m’之差小于第一阻抗差，和/或，所述实际电荷转移阻抗R_ct与所述标准电荷转移阻抗R_ct’之差小于第二阻抗差的情况下，确定所述异常电解小室未发生氢气泄露。

根据本发明的一个实施例，在所述根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤之后，电解槽的氢气泄露检测方法还包括：

在所述异常电解小室发生氢气泄露的情况下，根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间差值所处区间范围，确定所述异常电解小室的氢气泄露程度并发出对应的氢气泄露警报。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在所述实际电化学阻抗数据处于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定所述异常电解小室未发生氢气泄露；

在所述实际电化学阻抗数据超出或者低于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定所述异常电解小室发生氢气泄露。

根据本发明第二方面实施例的电解槽的氢气泄露检测装置，包括：

获取模块，用于在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

第一控制模块，用于根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

第二控制模块，用于在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

第三控制模块，用于根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

根据本发明第三方面实施例的电解槽，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面实施例所述电解槽的氢气泄露检测方法；

还包括阴极双极板、阳极双极板、阴极电极、阳极电极、隔膜、阴极与阴极双极板组成的阴极小室、阳极与阳极双极板组成的阳极小室、以及电化学阻抗检测装置。

本发明给出一种电解槽的氢气泄露检测方法，且本发明的氢气泄露检测方法相较于现有技术主要具有以下优点：

(1)直接的内部泄露诊断：现有技术通常通过监控小室电压来间接验证氢气泄露，这种方法受到小室流量、温度等多种因素的影响，不能直接确定是否发生氢气泄露。而本发明的方法通过电化学阻抗检测，直接对电解槽小室进行诊断，可以更准确地判断小室内部是否发生氢气渗漏。(2)不受外部条件影响：现有技术中的小室电压监测方法受到小室流量、小室温度等因素的影响，这些因素可能导致误判。而本发明在电解槽停机时进行电化学阻抗检测，此时不受小室流量、温度等外部条件的影响，数据结果更加准确可靠。(3)创新的电化学阻抗检测方法：本发明采用电化学阻抗检测方法，这是一种新的技术手段，通过分析隔膜阻抗R_m和电荷转移阻抗R_ct，可以更精确地识别氢气泄露的位置和程度。(4)提高安全性：通过准确诊断氢气泄露，可以及时采取措施修复，从而降低氢氧燃烧甚至爆炸的风险，提高电解槽的运行安全性。(5)提高效率：准确诊断氢气泄露有助于维护电解槽的正常运行，避免因氢气泄露导致的电流效率降低，从而提高电解槽的整体工作效率。

此外，本发明还提供了一套完整的检测流程策略，包括运行过程中的电压监控和停机后的电化学阻抗检测，上述策略有助于系统化地管理和维护电解槽。

综上，本发明的方法通过引入电化学阻抗检测技术，提供了一种更为直接、准确和不受外部条件影响的氢气泄露诊断手段，有助于提高电解槽的安全性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电解槽的氢气泄露方法的流程示意图之一；

图2是本发明提供的电解槽的氢气泄露方法的流程示意图之二；

图3是本发明提供的电解槽的氢气泄露装置的结构示意图；

图4是本发明提供的电解槽的结构示意图；

图5是本发明提供的电解槽的等效电路图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

附图标记：

1、阴极双极板；2、阳极双极板；3、阴极电极；4、阳极电极；5、隔膜；6、阴极小室；7、阳极小室；8、电化学阻抗检测装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面参考附图描述本发明提出的电解槽的氢气泄露检测方法、氢气泄露检测装置和电解槽。其中，在对本发明实施例做详细说明之前，先对整个应用场景进行描述。本发明实施例的电解槽的氢气泄露检测方法、氢气泄露检测装置、电子设备及计算机可读存储介质，既可应用于电解槽本地，也可应用于互联网领域当中的云平台，或者其他种类的互联网领域当中的云平台，或者还可以应用于第三方设备。其中，第三方设备可能包括有手机、平板电脑、笔记本、车载电脑和其他智能终端等多种不同的类型。

下面仅以适用于电解槽的氢气泄露检测方法为例进行说明，应当理解的是，本发明实施例的检测方法还可以适用于云平台和第三方设备。在介绍电解槽的氢气泄露检测方法之前，还需要指出的是，本发明的氢气泄露检测方法可以对电解槽是否发生氢气泄露进行检测，其中，电解槽包括但不限于为碱性制氢电解槽，且碱性制氢电解槽由多个电解小室构成，单个电解小室包括：阴极双极板1、阳极双极板2、阴极电极3、阳极电极4、隔膜5、阴极与阴极双极板1组成的阴极小室6、阳极与阳极双极板2组成的阳极小室7和电化学阻抗检测装置8。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的电解槽的氢气泄露检测方法，包括：

步骤S1，在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

步骤S2，根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

步骤S3，在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

步骤S4，根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

根据本发明实施例的电解槽的氢气泄露检测方法，其具体工作原理如下：该方法利用电化学阻抗测量技术来诊断电解槽内部小室的氢气泄露情况。在电解槽运行过程中，通过监测各个电解小室的电压来间接判断是否存在氢气泄露。当电解槽停机后，对标记为异常的电解小室进行电化学阻抗检测，以获取更直接的泄露证据，进一步地，通过分析电化学阻抗数据，可以判断标记为异常的电解小室内部是否存在氢气泄露。

进一步地，根据本发明实施例的电解槽的氢气泄露检测方法，其具体工作过程如下：首先，在电解槽运行过程中，需要监控并记录每个电解小室的电压，其中，上述监控所获取到的电压数据可以用来评估各个电解小室的工作状态。其次，在获取到上述各个电解小室的电压数据之后，进一步对各个电解小室的电压数据进行分析判断，如果某个电解小室的电压满足预先设定的电压异常条件，则表明该电解小室的电压异常且可能存在氢气泄露的风险，因此需要将该电压数据异常的电解小室标记为异常电解小室，其中，电压异常条件包括但不限于电解小室内电压的异常变化或与正常工作电压的偏差。

进一步地，当电解槽停机后，对之前标记为异常的电解小室进行电化学阻抗检测。具体地，在电化学阻抗检测过程中，需要对电解小室内施加一个正弦交流信号，然后测量响应的电化学阻抗，从而得到该异常电解小室所对应的实际的电化学阻抗数据。其中，电化学阻抗数据可以包括隔膜阻抗(R_m)和电荷转移阻抗(R_ct)等数据，本发明在此不做特殊限定。

最后，在得到上述实际电化学阻抗数据之后，对实际电化学阻抗数据进行详细分析和比对，若实际电化学阻抗数据的数值出现异常，则说明异常电解小室发生了氢气泄露；若实际电化学阻抗数据的数值未出现异常，则说明异常电解小室没有发生氢气泄露。

例如，实际电化学阻抗数据可以包括实际隔膜阻抗(R_m)和实际电荷转移阻抗(R_ct)，如果实际隔膜阻抗R_m异常，这表明该异常电解小室内的隔膜5可能有破损，导致氢气从阴极小室6渗透到阳极小室7。进一步地，如果实际电荷转移阻抗Rct异常，这表明在该异常电解小室的阳极小室7内可能有氢气发生电化学反应，也即出现氢气泄露的迹象。因此，通过比较实际测得的R_m和R_ct值与预设的正常值，可以判断异常电解小室是否确实发生了氢气泄露。

综上，本发明提供了一种直接且准确的手段来诊断氢气泄露，可以理解，本发明给出的电解槽的氢气泄露检测方法不受小室流量、温度等外部因素的影响，从而提高了检测的准确性。

相关技术中，在碱水制氢电解槽运行过程中，受垫片和隔膜5的影响，阴极产生的氢气会渗透到阳极半小室中。一方面，阳极半小室中的氢气会发生氢氧化反应(HOR)，占用阳极电极4催化活性，降低电解槽电流效率；另一方面，当阳极小室7中的氢气含量增大时，可能发生氢氧燃烧，甚至爆炸的风险。

在现有技术中，电解槽厂商主要采用监控小室电压的方法来间接验证小室内部是否发生氢气渗漏。但是，由于小室电压受小室流量、小室温度、小室一致性等多方面影响，无法直接由小室电压的数据来验证是否发生氢气渗漏，因此上述方法无法准确反映出电解槽的氢气泄露情况。

因此，为了解决上述相关技术中存在的技术缺陷，本发明给出一种电解槽的氢气泄露检测方法，且本发明的氢气泄露检测方法相较于现有技术主要具有以下优点：

(1)直接的内部泄露诊断：现有技术通常通过监控小室电压来间接验证氢气泄露，这种方法受到小室流量、温度等多种因素的影响，不能直接确定是否发生氢气泄露。而本发明的方法通过电化学阻抗检测，直接对电解槽小室进行诊断，可以更准确地判断小室内部是否发生氢气渗漏。(2)不受外部条件影响：现有技术中的小室电压监测方法受到小室流量、小室温度等因素的影响，这些因素可能导致误判。而本发明在电解槽停机时进行电化学阻抗检测，此时不受小室流量、温度等外部条件的影响，数据结果更加准确可靠。(3)创新的电化学阻抗检测方法：本发明采用电化学阻抗检测方法，这是一种新的技术手段，通过分析隔膜阻抗R_m和电荷转移阻抗R_ct，可以更精确地识别氢气泄露的位置和程度。(4)提高安全性：通过准确诊断氢气泄露，可以及时采取措施修复，从而降低氢氧燃烧甚至爆炸的风险，提高电解槽的运行安全性。(5)提高效率：准确诊断氢气泄露有助于维护电解槽的正常运行，避免因氢气泄露导致的电流效率降低，从而提高电解槽的整体工作效率。

此外，本发明还提供了一套完整的检测流程策略，包括运行过程中的电压监控和停机后的电化学阻抗检测，上述策略有助于系统化地管理和维护电解槽。

综上，本发明的方法通过引入电化学阻抗检测技术，提供了一种更为直接、准确和不受外部条件影响的氢气泄露诊断手段，有助于提高电解槽的安全性和效率。

根据本发明的一些实施例，根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室的步骤，具体包括：

根据两个相邻电解小室的小室电压的电压差值大于预设电压差值，则在该两个相邻的电解小室中，将较低的小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室。

在本实施例中，在电解槽运行过程中，系统会持续监测每个电解小室的电压，其中，对于每一对相邻的电解小室，系统会计算它们的小室电压差值，也即两个相邻小室的电压之间的差值。

系统会设定一个预设的电压差值，该预设电压差值是根据电解槽的正常工作参数和经验数据以确定的。当检测到两个相邻小室的电压差值大于预设电压差值时，系统会将电压较低的小室标记为异常电解小室，也即如果两个相邻小室的电压差值超过上述预设值，则表明电压较低的小室可能存在氢气泄露等异常情况，此时上述标记操作的目的是为了后续的进一步检测和可能的维修工作。

进一步地，被标记为异常的电解小室会被记录在系统中，以便在电解槽停机后进行电化学阻抗检测。上述标记和记录等操作可以有助于快速定位可能存在问题的电解小室，从而提高维护和检修的效率。

根据本发明的一些实施例，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤，具体包括：

利用电化学阻抗检测装置8，连接在异常电解小室中的阴极双极板1和阳极双极板2，对异常电解小室输入小幅度正弦交流信号，同时反馈得到实际电化学阻抗数据。

具体地，在本发明的实施例中，对异常电解小室进行电化学阻抗检测的具体步骤如下：第一步，准备检测：在电解槽停机后，准备进行电化学阻抗检测，此时需要提前控制电解槽停机，以使其不再进行电解反应并处于静止状态。第二步，连接检测装置：使用电化学阻抗检测装置8，将检测电极连接到异常电解小室中的阴极双极板1和阳极双极板2，这样，检测装置就可以与小室内部的电极系统建立电连接。第三步，输入交流信号：对于被标记为异常的电解小室，通过检测装置输入一个小幅度的正弦交流信号，需要指出的是，该正弦交流信号的幅度较小，以避免对电解槽造成不必要的损伤。第四步，测量阻抗数据：当交流信号输入到小室中时，检测装置会测量并记录小室的电化学阻抗数据。

进一步地，在对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤中，实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct。

可以理解，隔膜阻抗R_m反映了隔膜5的完整性和阻隔能力，而电荷转移阻抗R_ct则与阳极上发生的电化学反应有关。正常情况下，R_m应该保持在一个稳定的范围内，而R_ct则应该反映出阳极上的正常电化学反应。如果R_m值异常高，表明隔膜5可能有破损，允许氢气从阴极小室6渗透到阳极小室7；如果R_ct值异常，意味着阳极小室7中可能存在异常的电化学反应，且上述异常的电化学反应通常是由于氢气泄露而导致的。

根据本发明的一些实施例，在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到电化学阻抗数据步骤之后，电解槽的氢气泄露检测方法还包括：

在电解槽停机后，对与异常电解小室相邻的正常的电解小室进行电化学阻抗检测，以得到标准电化学阻抗数据。

则根据电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

根据实际电化学阻抗数据与标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

在本实施例中，电解槽的氢气泄露检测方法在对异常电解小室进行电化学阻抗检测并获取实际电化学阻抗数据后，还包括对相邻的正常电解小室进行相同的检测，以获取标准电化学阻抗数据。这一步骤的目的是建立一个参考基准，用于与异常电解小室的数据进行对比，从而更准确地判断氢气泄露情况。

这样，通过上述步骤，可以更准确地识别氢气泄露，因为它不仅依赖于单个小室的数据，还通过与正常小室的对比来提高判断的可靠性，因此有助于提高电解槽的维护效率和运行安全性。

例如，在电解槽停机后，选择与异常电解小室相邻的正常电解小室进行电化学阻抗检测。上述正常电解小室的电化学阻抗数据在正常工作范围内，因此可以作为标准数据来使用。随后，将异常电解小室的实际电化学阻抗数据(包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct)与从正常电解小室获得的标准电化学阻抗数据进行对比。

分析实际电化学阻抗数据与标准电化学阻抗数据之间的差异。如果异常电解小室的R_m值显著高于标准值，这可能表明隔膜5存在破损，允许氢气从阴极小室6渗透到阳极小室7。同样，如果R_ct值异常，可能意味着在阳极小室7有异常的电化学反应，这通常是氢气泄露的迹象。

最后，根据对比分析的结果，可以判断出异常电解小室是否发生了氢气泄露。其中，如果实际电化学阻抗数据与标准数据有显著差异，并且这些差异与氢气泄露的典型特征相吻合，那么可以得出异常电解小室发生了氢气泄露的结论。

在本发明的一些具体实施例中，实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct，标准电化学阻抗数据包括标准隔膜阻抗R_m’和标准电荷转移阻抗R_ct’，则根据电化学阻抗数据与标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在实际隔膜阻抗R_m与标准隔膜阻抗R_m’之差大于第一阻抗差，且实际电荷转移阻抗R_ct与标准电荷转移阻抗R_ct’之差大于第二阻抗差的情况下，确定异常电解小室发生氢气泄露；

在实际隔膜阻抗R_m与标准隔膜阻抗R_m’之差小于第一阻抗差，和/或，实际电荷转移阻抗R_ct与标准电荷转移阻抗R_ct’之差小于第二阻抗差的情况下，确定异常电解小室未发生氢气泄露。

可以理解，当实际隔膜阻抗R_m与标准隔膜阻抗R_m’之差大于第一阻抗差时，则表明隔膜5发生了破漏，进一步地，实际电荷转移阻抗R_ct与标准电荷转移阻抗R_ct’之差大于第二阻抗差时，则表明氢气在阳极发生了电化学反应，因此，当同时满足上述两种条件时，则表明异常电解小室发生了氢气泄露，反之，则表明异常电解小室未发生氢气泄露。

根据本发明的一些实施例，在根据电化学阻抗数据与标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤之后，电解槽的氢气泄露检测方法还包括：

在异常电解小室发生氢气泄露的情况下，根据电化学阻抗数据与标准电化学阻抗数据之间差值所处区间范围，确定异常电解小室的氢气泄露程度并发出对应的氢气泄露警报。

在一个具体实施例中，通过比较异常电解小室的实际电化学阻抗数据(R_m和R_ct)与相邻正常电解小室的标准电化学阻抗数据，计算出两者之间的差值，其中，上述差值可以反映泄露的严重程度。例如，如果R_m与R_m’的差值较大，和/或，R_ct与R_ct’的差值较大，则意味着隔膜5破损严重且阳极小室7中氢气泄露导致的电化学反应异常，因此，此时氢气泄露的程度较高。

进一步地，系统预先设定不同的泄露程度区间，每个区间对应不同的泄露严重性，例如，系统可以针对不同的阻抗差值范围设定轻微泄露、中等泄露和严重泄露等级别。随后，系统根据计算出的差值所处区间，确定该异常电解小室的氢气泄露程度，并发出对应该氢气泄露程度的氢气泄露警报。其中，氢气泄露警报以是视觉的(如指示灯闪烁)、听觉的(如警报声)或者通过控制系统发送的电子信号。

系统在发出氢气泄露警报后，还可以进一步记录泄露警报的详细信息，包括泄露程度、发生时间、受影响的电解小室等。进一步地，系统根据泄露程度，启动相应的应急响应程序，如关闭电解槽、启动泄露检测和修复流程等，以防止进一步的氢气泄露和潜在的安全风险。

综上，通过上述步骤，不仅能够及时发现氢气泄露，还能够评估泄露的严重程度，并迅速采取适当的措施，从而最大程度地减少了氢气泄露对设备和人员安全的潜在影响。上述检测步骤提高了电解槽的安全性和可靠性，同时优化了维护流程。

根据本发明的另一些实施例，根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在实际电化学阻抗数据处于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定异常电解小室未发生氢气泄露；

在实际电化学阻抗数据超出或者低于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定异常电解小室发生氢气泄露。

区别于上述与标准电化学阻抗数据进行对比的实施例，本实施例在检测开始前，根据电解槽的正常工作参数和历史数据，设定了一个预设的电化学阻抗范围。这个范围代表了正常电解小室在没有氢气泄露情况下的电化学阻抗值。

可以理解，本实施例将实际电化学阻抗数据与预设的电化学阻抗范围进行比较，并根据比较结果可以判断电解槽的氢气泄露情况。例如，若实际的R_m和R_ct值都在预设的电化学阻抗范围内，那么可以认为异常电解小室没有发生氢气泄露；若实际电化学阻抗数据超出了预设的电化学阻抗范围，或者低于预设的电化学阻抗范围内的下限，则可以确定异常电解小室发生了氢气泄露，且上述超出或低于正常范围的数据变化可能是由于隔膜5破损或阳极小室7中异常电化学反应导致的。

下面参考附图描述本发明的电解槽的氢气泄露检测方法的一个具体实施例。

如图4所示，电解槽由多个电解小室构成，单个电解小室包括：阴极双极板1、阳极双极板2、阴极电极3、阳极电极4、隔膜5、阴极与阴极双极板1组成的阴极小室6、阳极与阳极双极板2组成的阳极小室7和电化学阻抗检测装置8。

本发明利用电化学阻抗检测装置8，连接在同一电解小室中的阴极双极板1和阳极双极板2，对该电解小室输入小幅度正弦交流信号，同时反馈得到电化学阻抗数据。利用等效电路发分析，可以从电化学阻抗数据中得到隔膜阻抗R_m和电荷转移阻抗R_ct，其中R_m受隔膜5影响，可以验证隔膜5是否发生破漏，R_ct受阳极发生的电化学反应的影响，可以验证是否有氢气在阳极发生电化学反应。

本发明的氢气泄露检测方法的主要控制逻辑为：电解槽正常运行时，监控各个电解小室的电压，当发现相邻小室电压差大于预设值时，对电压较低的电解小室标记。当电解槽停机时，对标记的异常电解小室以及与其前后相邻的电解小室进行电化学阻抗检测，得到各个电解小室的R_m和R_ct值，对比ΔR_m和ΔR_ct，判断其是否超过预设值，如果超过了预设值，则判断该小室内发生了氢气渗漏。

具体地，如图2所示，图2为氢气泄露方法的一种具体实施例，其中，U_i±1和U_i分别指的是两个相邻的电解小室的各自的电压大小，并且，流程图中“电解槽停机后对第i-1、i、i+1号小室口进行EIS测量”指的是：在电解槽停机后，分别对异常电解小室(i号小室)以及与异常电解小室相邻的左右两个电解小室(第i-1、i+1号小室)进行电化学阻抗检测，其中，EIS测量指的是电化学阻抗检测。此外，流程图中的ΔR_i指的是异常电解小室与相邻电解小室的电化学阻抗数据之间的阻抗差值。

如图3所示，下面对本发明提供的电解槽的氢气泄露检测装置进行描述，下文描述的电解槽的氢气泄露检测装置与上文描述的电解槽的氢气泄露检测方法可相互对应参照。

如图3所示，根据本发明第二方面实施例的电解槽的氢气泄露检测装置，包括：

获取模块110，用于在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

第一控制模块120，用于根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

第二控制模块130，用于在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

第三控制模块140，用于根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

根据本发明第三方面实施例的电解槽，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如本发明第一方面实施例所描述的电解槽的氢气泄露检测方法。

如图4所示，电解槽还包括阴极双极板1、阳极双极板2、阴极电极3、阳极电极4、隔膜5、阴极与阴极双极板1组成的阴极小室6、阳极与阳极双极板2组成的阳极小室7、以及电化学阻抗检测装置8。

进一步地，如图5所示，图5为图4(也即电解槽)的等效电路图，其中，R_HRE指的是阴极发生吸氢反应时的阻抗，R_m指的是隔膜5的阻抗，R_S指的是电解液的阻抗，R_ct指的是电荷转移所代表的阻抗，R_p和C_p指的是与氧发生反应中间体吸附相关的变量，C_dl指的是双层电容。其中，其中R_m受隔膜5影响，可以验证隔膜5是否发生破漏，R_ct受阳极发生的电化学反应的影响，可以验证是否有氢气在阳极发生电化学反应。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行电解槽的氢气泄露检测方法，包括：在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的电解槽的氢气泄露检测方法，包括：在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的电解槽的氢气泄露检测方法，包括：在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；根据小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；根据实际电化学阻抗数据，判断异常电解小室是否发生氢气泄露。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，包括：

在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

2.根据权利要求1所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，所述根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室的步骤，具体包括：

根据两个相邻电解小室的小室电压的电压差值大于预设电压差值，则在该两个相邻的电解小室中，将较低的小室电压所对应的所述电解小室标记为异常电解小室。

3.根据权利要求2所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，所述对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤，具体包括：

利用电化学阻抗检测装置，连接在所述异常电解小室中的阴极双极板和阳极双极板，对所述异常电解小室输入小幅度正弦交流信号，同时反馈得到所述实际电化学阻抗数据。

4.根据权利要求3所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，在所述对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据的步骤中，所述实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，所述在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到电化学阻抗数据步骤之后，还包括：

在所述电解槽停机后，对与所述异常电解小室相邻的正常的电解小室进行电化学阻抗检测，以得到标准电化学阻抗数据；

则所述根据所述电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

根据所述实际电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

6.根据权利要求5中所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，所述实际电化学阻抗数据包括实际隔膜阻抗R_m和实际电荷转移阻抗R_ct，所述标准电化学阻抗数据包括标准隔膜阻抗R_m’和标准电荷转移阻抗R_ct’；

则所述根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在所述实际隔膜阻抗R_m与所述标准隔膜阻抗R_m’之差大于第一阻抗差，且所述实际电荷转移阻抗R_ct与所述标准电荷转移阻抗R_ct’之差大于第二阻抗差的情况下，确定所述异常电解小室发生氢气泄露；

在所述实际隔膜阻抗R_m与所述标准隔膜阻抗R_m’之差小于第一阻抗差，和/或，所述实际电荷转移阻抗R_ct与所述标准电荷转移阻抗R_ct’之差小于第二阻抗差的情况下，确定所述异常电解小室未发生氢气泄露。

7.根据权利要求5中所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，在所述根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间的对比结果，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤之后，还包括：

在所述异常电解小室发生氢气泄露的情况下，根据所述电化学阻抗数据与所述标准电化学阻抗数据之间差值所处区间范围，确定所述异常电解小室的氢气泄露程度并发出对应的氢气泄露警报。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的电解槽的氢气泄露检测方法，其特征在于，所述根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露的步骤，具体包括：

在所述实际电化学阻抗数据处于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定所述异常电解小室未发生氢气泄露；

在所述实际电化学阻抗数据超出或者低于预设的电化学阻抗范围内的情况下，确定所述异常电解小室发生氢气泄露。

9.一种电解槽的氢气泄露检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于在电解槽运行过程中，获取电解槽内的各个电解小室的小室电压；

第一控制模块，用于根据所述小室电压满足电压异常条件，则将该小室电压所对应的电解小室标记为异常电解小室；

第二控制模块，用于在电解槽停机后，对异常电解小室进行电化学阻抗检测以得到实际电化学阻抗数据；

第三控制模块，用于根据所述实际电化学阻抗数据，判断所述异常电解小室是否发生氢气泄露。

10.一种电解槽，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述电解槽的氢气泄露检测方法；

还包括阴极双极板、阳极双极板、阴极电极、阳极电极、隔膜、阴极与阴极双极板组成的阴极小室、阳极与阳极双极板组成的阳极小室、以及电化学阻抗检测装置。