基于磁納米的固體氧化物燃料電池溫度測(cè)量方法研究.pdf

1、固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種應(yīng)用前景廣闊的新興能源，但在其正常工作時(shí)無法準(zhǔn)確測(cè)量內(nèi)部的溫度分布，嚴(yán)重制約了其商業(yè)化生產(chǎn)。本文根據(jù)磁納米的溫度敏感性，設(shè)計(jì)了一套非接觸式溫度測(cè)量的方法，在不影響 SOFC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣密性要求的條件下，實(shí)現(xiàn)溫度成像。這對(duì)SOFC的實(shí)際應(yīng)用具有重大意義。
　　首先，本文基于磁納米的溫度敏感特性，設(shè)計(jì)了一套在高溫環(huán)境下(650~850℃)對(duì)SOFC進(jìn)行非接觸式溫度測(cè)量的硬件平臺(tái)。結(jié)合Maxwell線

2、圈和Helmholtz線圈，組成激勵(lì)磁場(chǎng)發(fā)生裝置。使用差分線圈獲取信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理后，由數(shù)據(jù)采集卡送至PC機(jī)，采用DPSD算法得到諧波信息后反演溫度。
　　其次，本文確定了點(diǎn)模型溫度測(cè)量的參數(shù)。選擇粒徑為20nm的Co納米作為溫度敏感元件，并對(duì)Co納米粒子和SOFC的各部分材料進(jìn)行高溫磁性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)信號(hào)半寬高，計(jì)算特定分辨率下所需的基本梯度場(chǎng)。考慮硬件電路的限制，選擇交流磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為25~40 Oe，頻率在幾十至幾百赫茲最為合適

3、。
　　再次，點(diǎn)模型建立時(shí)忽略了相鄰點(diǎn)磁納米元件對(duì)被測(cè)點(diǎn)的影響，為了保證測(cè)量精度，要求施加的梯度磁場(chǎng)得是基本梯度場(chǎng)的5倍以上，但這實(shí)現(xiàn)起來很困難。為此本文提出了一維溫度成像模型，在模型中被測(cè)點(diǎn)的輸出信號(hào)不僅包含該點(diǎn)磁納米敏感元件的輸出信號(hào)也包含了相鄰測(cè)點(diǎn)的輸出信號(hào)。假設(shè)SOFC處于均勻溫度場(chǎng)中，可得到混合基波幅值-溫度曲線，建立了一維溫度成像模型。實(shí)現(xiàn)相同的測(cè)量精度，該模型需要的梯度磁場(chǎng)是基本梯度場(chǎng)的3倍；在650~850℃的溫度