加氫流量計是專門用于氫氣加注場景,對氫氣流量進行實時測量、計量與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶S脙x表設(shè)備。在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,它既是保障加氫站精準收費的“計量標尺”,也是監(jiān)控氫氣輸送安全、優(yōu)化加注效率的“數(shù)據(jù)中樞”。
測量單元:核心為流量傳感器,根據(jù)不同原理可分為容積式、差壓式、渦輪式、質(zhì)量式等類型,負責(zé)將氫氣的流動狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可檢測的物理信號;
信號處理單元:通過放大器、濾波器等組件,將傳感器輸出的微弱信號進行處理、放大與校準,確保數(shù)據(jù)準確性;
顯示與傳輸單元:配備高清顯示屏實時顯示瞬時流量、累計流量等關(guān)鍵數(shù)據(jù),同時支持RS485、4G/5G等通信協(xié)議,將數(shù)據(jù)上傳至加氫站控制系統(tǒng)或云端平臺,實現(xiàn)遠程監(jiān)控與數(shù)據(jù)追溯。
氫氣具有密度低、易擴散、高壓縮性的特點,且在高壓加注場景下(通常為35MPa或70MPa),流量波動大、工況復(fù)雜,這對加氫流量計的測量精度與穩(wěn)定性提出了要求。
目前主流加氫流量計主要采用以下兩種核心技術(shù)原理:
1.質(zhì)量流量計:直接測量,精準適配高壓場景
質(zhì)量流量計是當(dāng)前加氫站的主流選擇,其核心原理是基于“科里奧利效應(yīng)”——當(dāng)氫氣在振動的測量管內(nèi)流動時,會因科里奧利力產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的相位差。傳感器檢測到相位差信號后,經(jīng)處理單元計算得出實時質(zhì)量流量,再通過累計功能得到總加注量。
這種原理的優(yōu)勢在于無需溫度、壓力補償,可直接測量氫氣質(zhì)量,避免了高壓下氣體密度變化對計量精度的影響。同時,測量管采用耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì),能適應(yīng)氫氣的化學(xué)特性,且響應(yīng)速度快(通常小于0.1秒),可精準捕捉加注過程中流量的瞬時波動,確保在3-5分鐘的快速加注周期內(nèi),計量誤差控制在±0.5%以內(nèi),符合國際法制計量組織(OIML)對加氫計量的嚴苛標準。
2.容積式流量計:穩(wěn)定可靠,適用于中低壓場景
容積式流量計通過測量氫氣在單位時間內(nèi)推動計量腔內(nèi)轉(zhuǎn)子(如齒輪、活塞)轉(zhuǎn)動的次數(shù)來計算流量。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)動一周,會排出固定體積的氫氣,通過計數(shù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動次數(shù),結(jié)合腔體容積即可得出累計流量。
這類流量計結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力強,在中低壓加氫場景(如氫能叉車、氫能備用電源加注)中應(yīng)用廣泛。但由于高壓下轉(zhuǎn)子密封難度增加,其在70MPa高壓乘用車加氫站的應(yīng)用相對較少,不過隨著密封技術(shù)的升級,部分容積式流量計已可適配35MPa商用車加氫場景,且維護成本低于質(zhì)量流量計。