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1、10申请公布号CN104238601A43申请公布日20141224CN104238601A21申请号201410211491422申请日20140519G05D27/0220060171申请人李然地址100081北京市海淀区中关村南大街5号院1063号72发明人李然史佳74专利代理机构北京科龙寰宇知识产权代理有限责任公司11139代理人孙皓晨54发明名称空冷型氢燃料备用电源监控系统57摘要本发明公开一种空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，包括检测元件、控制器、网络交换机及执行元件，其中所述检测元件包括压力变送器、氢气浓度传感器、氧浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、直流电流互感器、烟雾。
2、传感器、水位传感器、振动传感器、门磁、氢燃料电池检测模块，分别与所述控制器连接，将其检测到的氢燃料备用电源及其机柜的参数传递至所述控制器，所述控制器通过网络交换机或串口可将数据传递至上位机，所述控制器对数据进行处理，当需要报警时发出报警信息，或判断参数改变时控制所述执行元件执行相应动作。51INTCL权利要求书3页说明书8页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书8页附图3页10申请公布号CN104238601ACN104238601A1/3页21一种空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，包括检测元件、控制器、网络交换机及执行元件，其中所述检测元件包括压。
3、力变送器、氢气浓度传感器、氧浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、直流电流互感器、烟雾传感器、水位传感器、振动传感器、门磁、氢燃料电池检测模块；所述压力变送器用于检测氢气瓶供氢管路的气压；所述氢气浓度传感器用于检测储氢气瓶柜内部的氢气浓度；所述氧浓度传感器用于检测氢燃料备用电源柜的氧气浓度；所述温度传感器检测储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜的温度；所述湿度传感器检测储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度；所述烟雾传感器用于检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的烟雾浓度，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的烟雾浓度超过预设值时，相应设置的所述烟雾传感器的干接点闭合；所述水位传感器用于检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的水。
4、位，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的水位没过所述水位传感器的探头时，相应设置的所述水位传感器的干接点闭合；所述振动传感器检测氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度，当氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度超过预设值时，相应设置的所述振动传感器的干接点闭合；所述门磁检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜门开关状态，当柜门打开时，所述门磁的干接点闭合；所述直流电流互感器用于检测氢燃料备用电源负载电路的电流；所述氢燃料电池检测模块用于检测氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率、输出电压、超级电容电压及DCDC变换效率，所述氢燃料电池检测模块具有串行通信接口或网络接口，用以连接所述网络交换机，同时。
5、所述氢燃料电池检测模块还具有干接点输出；所述控制器包括中央处理模块、显示模块、操作模块、电源汇流模块和通信模块，所述显示模块、所述操作模块和所述通信模块都与所述中央处理模块连接，其中所述显示模块为显示屏和状态指示灯；所述操作模块包括表面按键、深埋按键及急停按钮，所述表面按键用于接受用户的按键操作并将所述表面按键动作传递至所述中央处理模块，所述深埋按键陷入所述操作模块的外壳以防误操作，所述急停按钮的常开触点与所述中央处理模块连接，当所述急停按钮的常开触点闭合时所述中央处理模块启动紧急停止程序从而紧急中断所述控制器的运行；所述电源汇流模块用于将多路氢燃料备用电源的输出电压汇流成一路电压输出；所述通。
6、信模块包括模拟量采集单元、干接点通信单元、RS485通信单元、RS232通信单元、CANBUS通信单元及TCPIP通信单元，所述模拟量采集单元与所述压力变送器、所述氢气浓度传感器、所述氧浓度传感器、所述电流互感器、所述温度传感器及所述湿度传感器连接，用于将氢气瓶供氢管路的气压，储氢气瓶柜内部的氢气浓度，氢燃料备用电源柜的氧气浓度，氢燃料备用电源负载电路的电流，储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜与控制器箱的温度，及储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度，传递至所述中央处理单元，所述干接点通信单元与所述烟雾传感器、所述水位传感器、所述振动传感器、所述门磁、所述氢燃料电池检测模块的干接点及所述急停按钮连接，以。
7、供所述中央处理模块检测其干接点开闭状态，所述TCPIP通信单元与所述网络交换机连接，用于将连接在所述网络交换机上的所述氢燃料电池检测模块检测的氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率、输出电压及超级电容电压传递至所述中央处理模块，所述RS485通信单元或所述RS232通信单元与所述中央处理模块连接，用于提供所述中央处理模块与上位机的通信接口；所述中央处理模块获取氢气瓶供氢管路的气压并与预设气压相比较，当该气压值低权利要求书CN104238601A2/3页3于预设气压值时，所述中央处理模块判断该氢气瓶内的氢气用完；所述中央处理模块获取氢气瓶柜内部的氢气浓度并与预设的氢气浓度相比较，当该氢气浓度值高于。
8、预设的氢气浓度值时，所述中央处理模块判断该氢气瓶柜发生氢气泄漏；所述中央处理模块获取氢燃料备用电源柜的氧气浓度并与预设的氧气浓度相比较，当该氧气浓度值低于预设氧气浓度值时，所述中央处理模块判断该氢燃料备用电源柜的空气流量过低；所述中央处理模块获取储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜及控制器箱的温度并与并分别与预设的温度高值及温度低值相比较，当该温度值高于预设的温度高值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过高，当该温度值低于预设的温度低值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过低；所述中央处理模块获取储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度并分。
9、别与预设的湿度值相比较，当该湿度值大于预设的湿度值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的湿度过大；所述执行元件包括风扇、声光报警器、继电器及远程通信模块，所述风扇与所述干接点通信单元连接，用于当所述中央处理模块判断储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的氢气浓度或烟雾浓度高于预设值时驱动所述风扇运行以加快储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜氢气或烟雾的扩散，或/和，当所述中央处理模块判断储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜或所述控制器箱的温度高于预设值时驱动所述风扇运行以加快储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜或所述控制器箱散热冷却；所述声光报警器用于当所述中央处理模块检测到所述压力变送器、所述氢气浓度传感器。
10、、所述氧浓度传感器、所述烟雾传感器、所述水位传感器、所述震动传感器、所述门磁或所述氢燃料电池检测模块其中至少一个的干接点开闭状态变化或者判断氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率或输出电压满足预设条件时驱动所述声光报警器进行声光报警；所述远程通信模块与所述中央处理模块连接，用于在所述中央处理模块的驱动下通过网络向系统上位机传递监测信息，或者在所述中央处理模块的驱动下向预设的手机号码发送报警信息；所述继电器与所述干接点通信单元连接，用于当所述中央处理模块判断氢燃料备用电源故障时启动系统紧急停止运行程序停止氢燃料备用电源系统的运行。2根据权利要求1所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，预设。
11、的氢气浓度值有三个，为25LEL、50LEL及75LEL，分别对应一级告警、二级告警及三级告警，其中LEL为氢气的爆炸下限浓度值。3根据权利要求1所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，氢燃料备用电源处于不工作状态时，所述控制器计算氢气瓶的静态氢气储量，其计算方法为M08XVPP预设其中M为氢气瓶的氢气储量，X为串联的氢气瓶数，V为该氢气瓶的容积，P为该氢气瓶当前的氢气压力，P预设为预设的氢气压力。4根据权利要求1所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，氢燃料备用电源处于工作状态时，所述控制器计算氢燃料备用电源实时功率备用时长，其计算方法为氢气瓶的氢气的物质的量为NNIPIP下。
12、限VI103/RT；所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物质的量为N泄；权利要求书CN104238601A3/3页4氢气瓶的氢气的质量为M储NN泄M摩；每产生一千瓦时电量的耗氢量为M耗A氢；氢燃料备用电源的实时输出功率为P时；则P时T备M储/M耗；氢燃料备用电源实时功率备用时长为T备M储/M耗P时；其中I为正整数，求和为对I求和；NI是第I个氢气瓶的氢气的物质的量；PI是第I个氢气瓶的氢气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；P下限是预设的氢气压力值的下限，当氢气压力低于该值时，氢燃料备用电源系统不能正常工作；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27。
13、315T，设定T25，则取T29815；M摩为氢气的摩尔质量，M摩2克/摩尔；A为耗氢常数，表示每产生一千瓦时电量的耗氢的在标准情况下的体积，A087M3/KWH；氢为标准情况下的氢气密度。5根据权利要求4所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，P下限为05MPA。6根据权利要求3、4所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物质的量N泄，其计算方法如下计算N个氢气瓶在氢燃料备用电源处于不工作状态时的氢气压力降低的平均值泄漏的氢气的物质的量N泄P均VI103/RT；其中，I为正整数，求和为对I求和；PI是第I个氢气瓶的氢。
14、气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27315T，设定T25，则取T29815。7根据权利要求4所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述控制器具有密码权限验证，用于对所述控制器的参数设置操作权限进行身份限制。8根据权利要求1所述的空冷型氢燃料备用电源监控系统，其特征在于，所述声光报警器的声报警和光报警是相互独立的。权利要求书CN104238601A1/8页5空冷型氢燃料备用电源监控系统技术领域0001本发明涉及氢燃料备用电源领域，具体而言，涉及一种空冷型氢燃料备用电源监控系统。背景技术0002空冷型氢燃料备用电源系统是采用。
15、质子交换膜燃料电池技术，使用氢气和空气中的氧气，通过电化学反应发电的备用电源系统，可广泛应用于通信运营商基站、电力变电站通信机房、银行数据机房等对电力具有要求安全、可靠的备电保障的行业。氢燃料备用电源技术由于其带载能力强、功率密度高、低噪声、无污染排放、长时间供电等显著的特点，能够克服目前传统油机和铅酸蓄电池的缺点，尤其适合应用于人口密度高、环境要求高、备电要求稳定的应用场景，因此氢燃料电源作为新型的备用电源技术，在通信行业保障供电领域、特殊备电应用领域受到越来越多的重视。而这些基站、机房等应用环境一般是无人值守的，因此，要求备电系统具有完善的自我检测控制能力，包含系统运行涉及的所有配套装置、。
16、环境参数和环境安全的检测及控制。0003一套完整空冷型氢燃料备用电源系统的主要构成为氢燃料电池模块、储氢气瓶，其中氢燃料电池模块安装于氢燃料备用电源柜，储氢气瓶安装于储氢气瓶柜。通常氢燃料备用电源控制系统仅实现了对其核心组件氢燃料电池模块的检测和控制，而不包括对系统运行的配套装置如储氢气瓶、安装机柜、环境参数如环境温湿度和环境安全如氢气泄漏的检测及控制，且一般的氢燃料备用电源控制系统不具备系统备电时长计算。0004因此，如何提供一种监控系统，全面监测氢燃料备用电源系统的运行状况，便成为本领域技术人员亟待解决的问题。发明内容0005本发明提供一种空冷型氢燃料备用电源监控系统，用以全面监测氢燃料备。
17、用电源系统的运行状况，将数据实时上传，并且在系统出现故障时能够及时报警。0006为达到上述目的，本发明提供了一种空冷型氢燃料备用电源监控系统，包括检测元件、控制器、网络交换机及执行元件，其中0007所述检测元件包括压力变送器、氢气浓度传感器、氧浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、直流电流互感器、烟雾传感器、水位传感器、振动传感器、门磁、氢燃料电池检测模块及DCDC变换器模块；所述压力变送器用于检测氢气瓶供氢管路的气压；所述氢气浓度传感器用于检测储氢气瓶柜内部的氢气浓度；所述氧浓度传感器用于检测氢燃料备用电源柜的氧气浓度；所述温度传感器检测储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜及控制器箱的温度；所述湿度传。
18、感器检测储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度；所述烟雾传感器用于检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的烟雾浓度，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的烟雾浓度超过预设值时，相应设置的所述烟雾传感器的干接点闭合；所述水位传感器用于检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的水位，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的水位没过所述水位传感器说明书CN104238601A2/8页6的探头时，相应设置的所述水位传感器的干接点闭合；所述振动传感器检测氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度，当氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度超过预设值时，相应设置的所述振动传感器的干接点闭合；所述门磁检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜门开关。
19、状态，当柜门打开时，所述门磁的干接点闭合；所述直流电流互感器用于检测氢燃料备用电源负载电路的电流；所述氢燃料电池检测模块用于检测氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率、输出电压、超级电容电压及DCDC变换效率，所述氢燃料电池检测模块具有串行通信接口或网络接口，用以连接所述网络交换机，同时所述氢燃料电池检测模块还具有干接点输出；0008所述控制器包括中央处理模块、显示模块、操作模块、电源汇流模块和通信模块，所述显示模块、所述操作模块和所述通信模块都与所述中央处理模块连接，其中所述显示模块为显示屏和状态指示灯；所述操作模块包括表面按键、深埋按键及急停按钮，所述表面按键用于接受用户的按键操作并将所述表。
20、面按键动作传递至所述中央处理模块，所述深埋按键陷入所述操作模块的外壳以防误操作，所述急停按钮的常开触点与所述中央处理模块连接，当所述急停按钮的常开触点闭合时所述中央处理模块启动紧急停止程序从而紧急中断所述控制器的运行；所述电源汇流模块用于将多路氢燃料备用电源的输出电压汇流成一路电压输出；所述通信模块包括模拟量采集单元、干接点通信单元、RS485通信单元、RS232通信单元、CANBUS通信单元及TCPIP通信单元，所述模拟量采集单元与所述压力变送器、所述氢气浓度传感器、所述氧浓度传感器、所述电流互感器、所述温度传感器、所述湿度传感器及所述DCDC变换器模块连接，用于将氢气瓶供氢管路的气压，储氢。
21、气瓶柜内部的氢气浓度，氢燃料备用电源柜的氧气浓度，氢燃料备用电源负载电路的电流，储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜与控制器箱的温度，储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度，及氢燃料备用电源的DCDC变换器效率，传递至所述中央处理单元，所述干接点通信单元与所述烟雾传感器、所述水位传感器、所述振动传感器、所述门磁、所述氢燃料电池检测模块的干接点及所述急停按钮连接，以供所述中央处理模块检测其干接点开闭状态，所述TCPIP通信单元与所述网络交换机连接，用于将连接在所述网络交换机上的所述氢燃料电池检测模块检测的氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率、输出电压及超级电容电压传递至所述中央处理模块，所述RS485通信单。
22、元或所述RS232通信单元与所述中央处理模块连接，提供所述中央处理模块与所述上位机通信的工业通信接口；0009所述中央处理模块获取氢气瓶供氢管路的气压并与预设气压相比较，当该气压值低于预设气压值时，所述中央处理模块判断该氢气瓶内的氢气用完；所述中央处理模块获取氢气瓶柜内部的氢气浓度并与预设的氢气浓度相比较，当该氢气浓度值高于预设的氢气浓度值时，所述中央处理模块判断该氢气瓶柜发生氢气泄漏；所述中央处理模块获取氢燃料备用电源柜的氧气浓度并与预设的氧气浓度相比较，当该氧气浓度值低于预设氧气浓度值时，所述中央处理模块判断该氢燃料备用电源柜的空气流量过低；所述中央处理模块获取储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜。
23、及控制器箱的温度并与并分别与预设的温度高值及温度低值相比较，当该温度值高于预设的温度高值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过高，当该温度值低于预设的温度低值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过低；所述中央处理模块获取储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度并分别与预设的湿度值相比较，当该湿度值大说明书CN104238601A3/8页7于预设的湿度值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的湿度过大；0010所述执行元件包括风扇、声光报警器、继电器及远程通信模块，所述风扇与所述干接点通信单元连接，用于当所述中央处理模。
24、块判断储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的氢气浓度或烟雾浓度高于预设值时驱动所述风扇运行以加快储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜氢气或烟雾的扩散，或/和，当所述中央处理模块判断储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜或所述控制器箱的温度高于预设值时驱动所述风扇运行以加快储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜或所述控制器箱散热冷却；所述声光报警器用于当所述中央处理模块检测到所述压力变送器、所述氢气浓度传感器、所述氧浓度传感器、所述烟雾传感器、所述水位传感器、所述震动传感器、所述门磁或所述氢燃料电池检测模块其中至少一个的干接点开闭状态变化或者判断氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率或输出电压满足预设条件时驱动所述声光报警器进行声光。
25、报警；所述远程通信模块与所述中央处理模块连接，用于在所述中央处理模块的驱动下通过网络向系统上位机传递监测信息，或者在所述中央处理模块的驱动下向预设的手机号码发送报警信息；所述继电器与所述干接点通信单元连接，用于当所述中央处理模块判断氢燃料备用电源故障时启动系统紧急停止运行程序停止氢燃料备用电源系统的运行。0011其中，预设的氢气浓度值有三个，为25LEL、50LEL及75LEL，分别对应一级告警、二级告警及三级告警，其中LEL为氢气的爆炸下限浓度值。0012其中，氢燃料备用电源处于不工作状态时，所述控制器计算氢气瓶的静态氢气储量，其计算方法为0013M08XVPP预设0014其中M为氢气瓶的氢。
26、气储量，X为串联的氢气瓶数，V为该氢气瓶的容积，P为该氢气瓶当前的氢气压力，P预设为预设的氢气压力。0015其中，氢燃料备用电源处于工作状态时，所述控制器计算氢燃料备用电源实时功率备用时长，其计算方法为0016氢气瓶的氢气的物质的量为NNIPIP下限VI103/RT；0017所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物质的量为N泄；0018氢气瓶的氢气的质量为M储NN泄M摩；0019每产生一千瓦时电量的耗氢量为M耗A氢；0020氢燃料备用电源的实时输出功率为P时；0021则P时T备M储/M耗；0022氢燃料备用电源实时功率备用时长为T备M储/M耗P时；0023其中I为正整数，。
27、求和为对I求和；NI是第I个氢气瓶的氢气的物质的量；PI是第I个氢气瓶的氢气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；P下限是预设的氢气压力值的下限，当氢气压力低于该值时，氢燃料备用电源系统不能正常工作；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27315T，设定T25，则取T29815；M摩为氢气的摩尔质量，M摩2克/摩尔；A为耗氢常数，表示每产生一千瓦时电量的耗氢的在标准情况下的体积，A087M3/KWH；氢为标准情况下的氢气密度。说明书CN104238601A4/8页80024其中，P下限为05MPA。0025其中，所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物。
28、质的量N泄，其计算方法如下0026计算N个氢气瓶在氢燃料备用电源处于不工作状态时的氢气压力降低的平均值0027泄漏的氢气的物质的量N泄P均VI103/RT；0028其中，I为正整数，求和为对I求和；PI是第I个氢气瓶的氢气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27315T，设定T25，则取T29815。0029其中，所述控制器具有密码权限验证，用于对所述控制器的参数设置操作权限进行身份限制。0030其中，所述声光报警器的声报警和光报警是相互独立的。0031与现有技术相比，本发明的有益效果体现在0032本发明公开的空冷型氢燃料备用电源监控系。
29、统，能够实时监测系统运行环境的温度、湿度、氧浓度、烟雾、柜门状态开/关、柜体振动状态、柜内水位状态。并设置有相应告警机制，方便用户监测系统的应用环境及运行安全性；能够实时监测氢气储量，并在氢气瓶组中的氢气使用殆尽时上报氢气瓶空告警，通知用户更换氢气瓶组；能够实时监测氢气泄漏量，并以氢气爆炸下限浓度值LEL为基数计算，将氢气泄漏安全分为3级告警，增加系统安全性监测，使系统运行安全可靠性提升；本发明可实现空冷型氢燃料备用电源系统的实时功率备用时长计算，使用户对于剩余储氢的可用时长有明确的掌控，并根据实际的应用需求，灵活安排氢气补给工作；为用户提供干接点、RS485、RS232、CANBUS、TCP。
30、/IP接口，用于用户实现现场操作，用于灵活实现远程通讯，且具有短讯告警的功能，能将预设告警信息发送至预设手机号码；采用参数设置和操作的密码权限，既保证了系统的适应性，也保证了操作安全性。附图说明0033图1为本发明一实施例的空冷型氢燃料备用电源监控系统的结构示意图；0034图2为本发明一实施例的空冷型氢燃料备用电源监控系统的控制器前后面板示意图；0035图3为本发明一实施例的空冷型氢燃料备用电源监控系统的系统实时功率及备用时长计算流程图。具体实施方式0036请参阅图1，图1为本发明一实施例的空冷型氢燃料备用电源监控系统的结构示意图。0037如图1所示，压力变送器、氢气浓度传感器、氧浓度传感器、。
31、温度传感器、湿度传感器、直流电流互感器连接控制器的模拟量采集单元，烟雾传感器、水位传感器、振动传感器、门磁、氢燃料电池检测模块连接控制器的干接点通信单元，氢燃料电池检测模块连接网络说明书CN104238601A5/8页9交换机，控制器也连接网络交换机，从而通过网络交换数据，氢燃料电池检测模块和控制器与网络交换机连接的接口都为TCPIP接口，或者叫TCPIP通信单元。在本发明的一个实施例中，串口通信单元包括RS485通信单元、RS232通信单元、CANBUS通信单元，其中RS485通信单元和RS232通信单元用于连接上位机。控制器具有显示模块和操作模块，如图2A所示，所述显示模块包括显示屏和状态。
32、指示灯；所述操作模块包括表面按键、深埋按键及急停按钮，所述表面按键用于接受用户的按键操作并将所述表面按键动作传递至所述中央处理模块，所述深埋按键陷入所述操作模块的外壳以防误操作，所述急停按钮的常开触点与所述中央处理模块连接，当所述急停按钮的常开触点闭合时所述中央处理模块启动紧急停止程序从而紧急中断所述控制器的运行。0038在本发明的一个实施例中，设有压力变送器3个，分别安装在3个氢气瓶组供氢管路的减压阀前端。用于测量氢气瓶组的氢气压力；0039氢气浓度传感器4个，2个装在储氢气瓶柜，2个装在氢燃料备用电源柜；0040氧浓度传感器2个，装在氢燃料备用电源柜内；0041温度传感器4个，2个装在储氢。
33、气瓶柜内，2个装在氢燃料备用电源柜内；0042湿度传感器4个，2个装在储氢气瓶柜内，2个装在氢燃料备用电源柜内；0043直流电流互感器1个，用于测量系统电源输出电流；0044烟雾传感器4个，2个装在储氢气瓶柜，2个装在氢燃料备用电源柜内内；0045水位传感器4个，2个装在储氢气瓶柜底部，2个装在氢燃料备用电源柜内底部，用于水侵报警；0046振动传感器4个，2个装在储氢气瓶柜的机架上，2个装在氢燃料备用电源柜内的机架上，用于碰撞报警；0047门磁3个，2个分别装在储氢气瓶柜前后门框上，1个装在氢燃料备用电源柜内前门的门框上。用于传感门的开关状态；0048显示屏为LCD显示屏，工业级800600彩。
34、色液晶屏；状态指示灯为LED灯，采用红黄绿三色LED灯，可调制出红、黄、绿、橙四种颜色；0049表面按键有7个，分别定义为左、右、上、下、返回、确认、断铃，为程序按键，与控制器的中央处理模块连接，由中央处理模块的程序扫描检测和处理；深埋按键2个，通过面板上的小孔陷入面板被，需用尖细物体才能操作，分别为复位按键和自检按键，复位按键用于控制器系统复位，不需要中央处理模块的程序扫描，自检按键为程序按键，由中央处理模块的程序扫描检测和处理；急停开关1个，选用蘑菇头急停开关，具有4个常闭辅助触点和1个常开辅助触点，4个常闭辅助触点分别串联到到氢燃料电池模块内温度报警开关回路中，当开关按下时，4个氢燃料电。
35、池模块进入安全锁定状态，实现急停功能。1个常开辅助触点用做程序按键，由程序检测急停开关的状态，检测到常开辅助触点闭合式执行系统急停程序。0050控制器具有中央处理模块，为控制器的数据处理中心，与模拟量采集单元、干接点通信单元、串口通信单元、TCPIP通信单元和操作模块分别连接，接收从各通信接口传递来的数据，处理后经显示模块显示。控制器同时还连接有声光报警器、风扇、继电器和远程通信模块。0051在本发明的一个实施例中，设有风扇3个，1个用于控制器箱内冷却通风，1个安说明书CN104238601A6/8页10装在储氢气瓶柜用于氢气瓶柜的排风，1个安装在氢燃料备用电源柜用于备电柜的排风，风扇带转速脉。
36、冲传感器，用于回馈风扇的运行状态；0052声光报警器1个，安装于备用电源机柜上方或建筑物外面，以便在不开柜门的情况下提醒附近人员有报警，声、光独立控制，以便单独取消声音；0053模拟氢燃料电池模块故障继电器4个，各提供一个常闭触点，每个对应1个氢燃料电池模块，该继电器串接到氢燃料电池模块内温度报警开关回路中，该回路断开时，氢燃料电池模块进入安全锁定状态，实现系统急停功能。0054具体实施时，压力变送器检测各氢气瓶供氢管路的气压，中央处理模块获取氢气瓶供氢管路的气压并与预设气压相比较，当该气压值低于预设气压值时，中央处理模块判断该氢气瓶内的氢气用完，发出声光报警器，将数据通过网络上传至上位机，并。
37、通过远程通信模块向预设手机号码发送短信报警；同理，所述氢气浓度传感器检测各氢气瓶柜的氢气浓度，中央处理模块获取各氢气瓶柜内部的氢气浓度并与预设的氢气浓度相比较，当该氢气浓度值高于预设的氢气浓度值时，中央处理模块判断该氢气瓶柜发生氢气泄漏，在本发明的一个实施例中，氢气泄漏分为三个等级，分别有三个预设值，为25LEL、50LEL和75LEL，LEL为氢气爆炸的浓度下限，三个预设值对应三级报警一级告警、二级告警和三级告警，每级告警都会有声光报警、短信报警，并启动风扇加快氢气扩散；氧浓度传感器检测各氢燃料备用电源柜的氧气浓度，中央处理模块获取氢燃料备用电源柜的氧气浓度并与预设的氧气浓度相比较，当该氧气。
38、浓度值低于预设氧气浓度值时，所述中央处理模块判断该氢燃料备用电源柜的空气流量过低，发出声光报警器，将数据通过网络上传至上位机，并通过远程通信模块向预设手机号码发送短信报警；温度传感器检测各储氢气瓶柜、各氢燃料备用电源柜及控制器箱的温度，中央处理模块获取储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜及控制器箱的温度并与并分别与预设的温度高值及温度低值相比较，当该温度值高于预设的温度高值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过高，当该温度值低于预设的温度低值时，所述中央处理模块判断该储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过低，当某个储氢气瓶柜、氢燃料备用电源柜或控制器箱的温度过。
39、高时，控制器执行急停程序，使温度过高的氢燃料备用电源系统暂时停止工作，并发短信报警，同时启动风扇降温；湿度传感器检测各储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度，中央处理模块获取储氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的湿度并分别与预设的湿度值相比较，当该湿度值大于预设的湿度值时，中央处理模块判断该储氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的湿度过大，控制器执行急停程序，使湿度过大的氢燃料备用电源系统暂时停止工作，并发短信报警；烟雾传感器检测各氢气瓶柜及各氢燃料备用电源柜的烟雾浓度，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的烟雾浓度超过预设值时，相应设置的所述烟雾传感器的干接点闭合，控制器的中央处理模块检测到烟雾传感器的干接点闭合，判断氢。
40、气瓶柜或氢燃料备用电源柜的烟雾过大，发出声光报警并发短信报警；水位传感器检测各氢气瓶柜及各氢燃料备用电源柜的水位，当氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的水位没过所述水位传感器的探头时，相应设置的所述水位传感器的干接点闭合，控制器的中央处理模块检测到水位传感器的干接点闭合，判断氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的水位过高，发出声光报警并发短信报警；振动传感器检测各氢气瓶柜及各氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度，当氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜体的振动加速度超过预设值时，相应设置的所述振动传感器的干接点闭合，控说明书CN104238601A107/8页11制器的中央处理模块检测到振动传感器的干接点闭合，判断氢气瓶。
41、柜或氢燃料备用电源柜震动，发出声光报警并发短信报警；门磁检测氢气瓶柜及氢燃料备用电源柜的柜门开关状态，当柜门打开时，门磁的干接点闭合，控制器的中央处理模块检测到门磁的干接点闭合，判断氢气瓶柜或氢燃料备用电源柜的柜门被非法打开，发出声光报警并发短信报警；直流电流互感器检测氢燃料备用电源负载电路的电流，将数据传递至控制器的中央处理模块；氢燃料电池检测模块用于检测氢燃料电池的温度、输出电流、输出功率、输出电压、超级电容电压及DCDC变换效率，氢燃料电池检测模块具有网络接口，用以连接网络交换机，将数据传递至控制器，同时氢燃料电池检测模块还具有干接点输出。0055在本发明的一个实施例中，氢燃料备用电源处。
42、于不工作状态时，所述控制器计算氢气瓶的静态氢气储量，其计算方法为0056M08XVPP预设0057其中M为氢气瓶的氢气储量，X为串联的氢气瓶数，V为该氢气瓶的容积，P为该氢气瓶当前的氢气压力，P预设为预设的氢气压力。0058在本发明的一个实施例中，氢燃料备用电源处于工作状态时，所述控制器计算氢燃料备用电源实时功率备用时长，其计算方法为0059氢气瓶的氢气的物质的量为NNIPIP下限VI103/RT；0060所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物质的量为N泄；0061氢气瓶的氢气的质量为M储NN泄M摩；0062每产生一千瓦时电量的耗氢量为M耗A氢；0063氢燃料备用电源的。
43、实时输出功率为P时；0064则P时T备M储/M耗；0065氢燃料备用电源实时功率备用时长为T备M储/M耗P时；0066其中I为正整数，求和为对I求和；NI是第I个氢气瓶的氢气的物质的量；PI是第I个氢气瓶的氢气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；P下限是预设的氢气压力值的下限，当氢气压力低于该值时，氢燃料备用电源系统不能正常工作；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27315T，设定T25，则取T29815；M摩为氢气的摩尔质量，M摩2克/摩尔；A为耗氢常数，表示每产生一千瓦时电量的耗氢的在标准情况下的体积，A087M3/KWH；氢为标准情况下的氢气密度。0067其中，P。
44、下限为05MPA。0068其中，所述控制器在氢燃料备用电源处于不工作状态时检测到泄漏的氢气的物质的量N泄，其计算方法如下0069计算N个氢气瓶在氢燃料备用电源处于不工作状态时的氢气压力降低的平均值0070泄漏的氢气的物质的量N泄P均VI103/RT；0071其中，I为正整数，求和为对I求和；PI是第I个氢气瓶的氢气压力；VI是第I个氢气瓶的容积；R为理想气体常数，R8314J/MOL/K；T为绝对温度，TK27315T，设定T25，则取T29815。说明书CN104238601A118/8页120072在本发明的一个实施例中，所述控制器具有密码权限验证，用于对所述控制器的参数设置操作权限进行身份限制。0073在本发明的一个实施例中，所述声光报警器的声报警和光报警是相互独立的。0074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实施例技术方案的精神和范围。说明书CN104238601A121/3页13图1说明书附图CN104238601A132/3页14图2说明书附图CN104238601A143/3页15图3说明书附图CN104238601A15。