《氫泄漏檢測技術》是2011-03-01國防工業出版社出版的圖書，作者是秦國軍。
基本介紹
- 書名：氫泄漏檢測技術
- 作者：秦國軍
- ISBN：9787118071740
- 出版社：國防工業出版社
基本信息,內容簡介,
基本信息
作 者：秦國軍 等 著出 版 社：國防工業出版社ISBN：9787118071740齣版時間：2011-03-01版 次：1頁 數：269裝 幀：精裝開 本：大32開所屬分類：圖書 > 工程 > 能源與動力工程
內容簡介
未來數十年，氫和燃料電池作為能源載體將在世界能源領域中扮演重要角色。隨著經濟的發展和氫項目的逐步開發，氫安全問題日益受到國內外的廣泛關注，而氫泄漏檢測無疑是保障氫安全和提高氫利用率的關鍵技術之一。本書在討論氫的理化性質及製取、儲存、套用等技術現狀的基礎上，對氫泄漏及擴散分析技術、氫加注系統建模與故障仿真技術、氫泄漏檢測感測器技術、智慧型氫敏感測器與無線感測器網路技術、氫泄漏源定位技術進行重點論述。最後，給出了幾個典型氫泄漏檢測系統的案例。
目錄
第1章 緒論……1
1.1 氫的特性……2
1.1.1 氫的一般理化性質……2
1.1.2 氫的一般安全特性……4
1.2 氫的製取、儲存與套用……4
1.2.1 氫的製取技術……4
1.2.2 氫的儲存技術……7
1.2.3 氫的套用技術……11
1.3 氫的安全性問題概述……12
1.3.1 氫的泄漏性……13
1.3.2 氫致金屬性能損傷……14
1.3.3 氫的擴散性……15
1.3.4 氫的可燃性……15
1.3.5 氫的爆炸性……17
1.4 氫泄漏檢測概述……19
1.4.1 氫泄漏擴散分析方法概述……20
1.4.2 氫敏感測器概述……21
1.4.3 氫泄漏檢測系統概述……25
參考文獻……26
第2章 高壓氫泄漏及擴散分析……29
2.1 儲氫容器壁面裂紋擴展特性分析……29
2.1.1 儲氫容器裂紋受力分析……30
2.1.2 氫損傷下裂紋滯後斷裂分析……34
2.1.3 氫損傷下裂紋擴展速度分析……38
2.2 高壓氫氣泄漏擴散數值模擬方法……42
2.2.1 高壓泄漏氫氣的擴散流動狀態……42
2.2.2 組分傳輸的數值模擬……44
2.2.3 擴散湍流的數值模擬……45
2.3 開放空間泄漏氫氣擴散數值分析……55
2.3.1 特定條件泄漏擴散場數值分析……56
2.3.2 不同泄漏環境下數值模擬與分析……60
2.4 密閉空間泄漏氫氣擴散數值分析……74
2.4.1 密閉空間泄漏氫氣擴散的非穩態分析……74
2.4.2 單通風口密閉空間泄漏氫氣擴散分析……82
2.5 本章小結……87
參考文獻……87
第3章 氫加注系統建模與故障仿真……89
3.1 氫加注系統結構分析……89
3.2 氫加注系統模組化分解……91
3.2.1 氣路系統模組分解……91
3.2.2 液路系統模組分解……99
3.3 氫加注系統正常狀態建模與仿真……107
3.3.1 系統正常狀態模型的建立……107
3.3.2 正常狀態系統仿真結果分析……108
3.4 氫加注系統泄漏故障仿真分析……112
3.4.1 氫加注系統故障模式分析……112
3.4.2 泄漏故障仿真分析……114
3.5 本章小結……117
參考文獻……117
第4章 氫泄漏檢測感測器……118
4.1 氫敏感測器基礎……118
4.1.1 氫敏感測器的組成……118
4.1.2 氫敏感測器的分類……119
4.1.3 氫敏感測器的基本特性……120
4.2 電化學氫敏感測器……126
4.2.1 恆電位電解型氣敏感測器……127
1.1 氫的特性……2
1.1.1 氫的一般理化性質……2
1.1.2 氫的一般安全特性……4
1.2 氫的製取、儲存與套用……4
1.2.1 氫的製取技術……4
1.2.2 氫的儲存技術……7
1.2.3 氫的套用技術……11
1.3 氫的安全性問題概述……12
1.3.1 氫的泄漏性……13
1.3.2 氫致金屬性能損傷……14
1.3.3 氫的擴散性……15
1.3.4 氫的可燃性……15
1.3.5 氫的爆炸性……17
1.4 氫泄漏檢測概述……19
1.4.1 氫泄漏擴散分析方法概述……20
1.4.2 氫敏感測器概述……21
1.4.3 氫泄漏檢測系統概述……25
參考文獻……26
第2章 高壓氫泄漏及擴散分析……29
2.1 儲氫容器壁面裂紋擴展特性分析……29
2.1.1 儲氫容器裂紋受力分析……30
2.1.2 氫損傷下裂紋滯後斷裂分析……34
2.1.3 氫損傷下裂紋擴展速度分析……38
2.2 高壓氫氣泄漏擴散數值模擬方法……42
2.2.1 高壓泄漏氫氣的擴散流動狀態……42
2.2.2 組分傳輸的數值模擬……44
2.2.3 擴散湍流的數值模擬……45
2.3 開放空間泄漏氫氣擴散數值分析……55
2.3.1 特定條件泄漏擴散場數值分析……56
2.3.2 不同泄漏環境下數值模擬與分析……60
2.4 密閉空間泄漏氫氣擴散數值分析……74
2.4.1 密閉空間泄漏氫氣擴散的非穩態分析……74
2.4.2 單通風口密閉空間泄漏氫氣擴散分析……82
2.5 本章小結……87
參考文獻……87
第3章 氫加注系統建模與故障仿真……89
3.1 氫加注系統結構分析……89
3.2 氫加注系統模組化分解……91
3.2.1 氣路系統模組分解……91
3.2.2 液路系統模組分解……99
3.3 氫加注系統正常狀態建模與仿真……107
3.3.1 系統正常狀態模型的建立……107
3.3.2 正常狀態系統仿真結果分析……108
3.4 氫加注系統泄漏故障仿真分析……112
3.4.1 氫加注系統故障模式分析……112
3.4.2 泄漏故障仿真分析……114
3.5 本章小結……117
參考文獻……117
第4章 氫泄漏檢測感測器……118
4.1 氫敏感測器基礎……118
4.1.1 氫敏感測器的組成……118
4.1.2 氫敏感測器的分類……119
4.1.3 氫敏感測器的基本特性……120
4.2 電化學氫敏感測器……126
4.2.1 恆電位電解型氣敏感測器……127
4.2.2 原電池型氣敏感測器……128
4.2.3 固態電解質電化學氫敏感測器……129
4.3 半導體氫敏感測器……131
4.3.1 電阻式氫敏感測器……131
4.3.2 肖特基二極體型氫敏感測器……132
4.4 光學氫敏感測器……134
4.4.1 光纖微透鏡型氫敏感測器……135
4.4.2 光纖等離子共振型氫敏感測器……136
4.4.3 光纖光柵氫敏感測器……137
4.4.4 光纖倏逝場型氫敏感測器……140
4.5 其他類型氫敏感測器……141
4.5.1 熱導型氫敏感測器……141
4.5.2 表面聲波氫敏感測器……143
4.5.3 智慧型氫敏塗料……144
4.6 氫敏感測器套用案例……145
4.6.1 氫泄漏檢測變送器設計……145
4.6.2 變送器性能驗證……150
4.7 本章小結……152
參考文獻……152
第5章 智慧型氫敏感測器與無線感測器網路……157
5.1 智慧型氫敏感測器設計……157
5.1.1 感測器選型……158
5.1.2 智慧型感測器硬體設計……162
5.2 智慧型氫敏感測器信號處理……164
5.2.1 感測器信號溫度、濕度校正……164
5.2.2 氫敏感測器穩態回響值預測……167
5.3 智慧型氫敏感測器節點的設計……173
5.3.1 無線感測器網路簡介及節點開發平台……174
5.3.2 氫泄漏檢測無線感測器網路節點設計……179
5.4 氫敏感測器節點無線組網技術……187
5.4.1 無線感測器網路組網技術簡介……187
5.4.2 氫泄漏檢測對無線感測器網路協定的需求分析……191
5.4.3 無線通信網路協定概述……193
5.4.4 精簡ZigBee協定……199
5.5 氫泄漏無線感測網路構建的幾點考慮……207
5.6 本章小結……208
參考文獻……209
第6章 氫泄漏源定位技術……211
6.1 無線感測器網路節點定位技術概述……211
6.1.1 無測距分散式算法……212
6.1.2 測距定位算法……215
6.2 基於信號衰減特性的無線感測器網路定位……217
6.2.1 利用無線信號衰減特性定位的原理……218
6.2.2 基於RSSI的定位方法套用與驗證……220
6.3 基於多近鄰感測器的氫泄漏源定位技術……223
6.3.1 氫氣穩定泄漏擴散濃度場參數模型……224
6.3.2 基於人工神經網路的泄漏源定位方法……230
6.4 本章小結……234
參考文獻……234
第7章 氫泄漏線上監測系統……237
7.1 太空梭主發動機多點氫泄漏檢測系統……237
7.1.1 系統背景簡介……237
7.1.2 氫敏感測器設計與試驗……238
7.1.3 多點氫泄漏檢測系統設計……243
7.1.4 系統集成套用……247
7.2 X-33火箭發動機氫泄漏檢測系統……248
7.2.1 系統背景簡介……248
7.2.2 光纖氫敏感測器設計與考核……250
7.2.3 系統集成與套用驗證……256
7.3 加氫站泄漏檢測無線感測器網路系統……260
7.3.1 系統背景簡介……260
7.3.2 系統結構與組成……261
7.3.3 系統功能與節能設計……265
7.4 本章小結……267
參考文獻……267
4.2.3 固態電解質電化學氫敏感測器……129
4.3 半導體氫敏感測器……131
4.3.1 電阻式氫敏感測器……131
4.3.2 肖特基二極體型氫敏感測器……132
4.4 光學氫敏感測器……134
4.4.1 光纖微透鏡型氫敏感測器……135
4.4.2 光纖等離子共振型氫敏感測器……136
4.4.3 光纖光柵氫敏感測器……137
4.4.4 光纖倏逝場型氫敏感測器……140
4.5 其他類型氫敏感測器……141
4.5.1 熱導型氫敏感測器……141
4.5.2 表面聲波氫敏感測器……143
4.5.3 智慧型氫敏塗料……144
4.6 氫敏感測器套用案例……145
4.6.1 氫泄漏檢測變送器設計……145
4.6.2 變送器性能驗證……150
4.7 本章小結……152
參考文獻……152
第5章 智慧型氫敏感測器與無線感測器網路……157
5.1 智慧型氫敏感測器設計……157
5.1.1 感測器選型……158
5.1.2 智慧型感測器硬體設計……162
5.2 智慧型氫敏感測器信號處理……164
5.2.1 感測器信號溫度、濕度校正……164
5.2.2 氫敏感測器穩態回響值預測……167
5.3 智慧型氫敏感測器節點的設計……173
5.3.1 無線感測器網路簡介及節點開發平台……174
5.3.2 氫泄漏檢測無線感測器網路節點設計……179
5.4 氫敏感測器節點無線組網技術……187
5.4.1 無線感測器網路組網技術簡介……187
5.4.2 氫泄漏檢測對無線感測器網路協定的需求分析……191
5.4.3 無線通信網路協定概述……193
5.4.4 精簡ZigBee協定……199
5.5 氫泄漏無線感測網路構建的幾點考慮……207
5.6 本章小結……208
參考文獻……209
第6章 氫泄漏源定位技術……211
6.1 無線感測器網路節點定位技術概述……211
6.1.1 無測距分散式算法……212
6.1.2 測距定位算法……215
6.2 基於信號衰減特性的無線感測器網路定位……217
6.2.1 利用無線信號衰減特性定位的原理……218
6.2.2 基於RSSI的定位方法套用與驗證……220
6.3 基於多近鄰感測器的氫泄漏源定位技術……223
6.3.1 氫氣穩定泄漏擴散濃度場參數模型……224
6.3.2 基於人工神經網路的泄漏源定位方法……230
6.4 本章小結……234
參考文獻……234
第7章 氫泄漏線上監測系統……237
7.1 太空梭主發動機多點氫泄漏檢測系統……237
7.1.1 系統背景簡介……237
7.1.2 氫敏感測器設計與試驗……238
7.1.3 多點氫泄漏檢測系統設計……243
7.1.4 系統集成套用……247
7.2 X-33火箭發動機氫泄漏檢測系統……248
7.2.1 系統背景簡介……248
7.2.2 光纖氫敏感測器設計與考核……250
7.2.3 系統集成與套用驗證……256
7.3 加氫站泄漏檢測無線感測器網路系統……260
7.3.1 系統背景簡介……260
7.3.2 系統結構與組成……261
7.3.3 系統功能與節能設計……265
7.4 本章小結……267
參考文獻……267
