ICS27.180

F19

團體標準

T/CSTE0007—2020

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽車用燃

料氫氣中痕量一氧化碳的測定

中紅外激光光譜法

DeterminationofTraceCarbonMonoxideinHydrogenFuel-TheMethod

ofMid-infraredLaserSpectroscopyforPEMFC

2020-05-22發(fā)布2020-05-22實施

中國技術經(jīng)濟學會發(fā)布

I

T/CSTE0007—2020

質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽車用燃料氫氣中痕量一氧化碳的測

定中紅外激光光譜法

1范圍

本標準規(guī)定了采用中紅外激光光譜法測定質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）汽車用燃料氫氣中痕量

一氧化碳的術語和定義、方法原理、對儀器的一般要求、試驗步驟、結果處理和報告。

本標準適用于燃料氫氣中一氧化碳體積分數(shù)含量為10×10-9～100×10-（610ppb～100ppm）的的測定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3723工業(yè)用化學產(chǎn)品采樣安全通則

GB/T6681氣體化工產(chǎn)品采樣通則

GB/T32199-2015紅外光譜定性分析技術通則

GB/T37244-2018質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

中紅外Mid-infrared

波長為3.0μm～8.0μm的電磁波，本標準對于一氧化碳檢測推薦使用對一氧化碳有最強吸收的4.5

μm～4.8μm波段的紅外激光。

3.2吸光度

是指光線通過溶液或物質(zhì)前的入射光強度與光線通過溶液或某一物質(zhì)后的透射光強度的比值的以

10為底的對數(shù)。

4方法原理

采用TDLS激光測量技術對燃料氫氣中的一氧化碳進行檢測。朗伯-比爾定律(Lambert-BeerLaw)

又稱吸收定律，是紅外光譜吸收方法對物質(zhì)濃度進行定量分析的理論依據(jù)。

當入射光經(jīng)過的光程長度為x，經(jīng)過的吸收層物質(zhì)的濃度為c時，可得

-k(λ)xc

I(λ)=I0(λ)e……………………（1）

A=log(I0(λ)/I(λ))=k(λ)xc……………（2）

式中：

I0(λ)----入射光強；

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庫七七標準下載

T/CSTE0007—2020

I(λ)----出射光強；

k(λ)----吸收截面系數(shù)；

x----光程長度；

c----吸收層物質(zhì)的濃度。

A----吸光度

朗伯-比爾定律表明，物質(zhì)的吸光度與吸收層物質(zhì)的濃度以及光程長度呈正比關系。

5儀器一般要求

5.1應有空氣前處理系統(tǒng)，采用專有催化劑或吸附劑處理空氣中的一氧化碳雜質(zhì)，將一氧化碳處理至

低于系統(tǒng)讀出濃度值10ppb，以預處理過后的空氣做基線。

5.2設置調(diào)節(jié)壓力和流量的裝置。

5.3儀器應經(jīng)雙光束自我檢定或校準，并在有效期內(nèi)。

5.4儀器裝置應按照防爆等級要求進行設計制造。

6試驗步驟

6.1采樣

6.1.1采樣中的安全要求應符合GB/T3723中的規(guī)定。

6.1.2采樣原則及一般規(guī)定應符合GB/T6681規(guī)定。

6.1.3應使用無死體積或死體積小的采樣閥。

6.1.4采樣管線應盡可能短，管徑應盡可能小。

6.1.5采樣管路連接完成后應進行泄漏檢測，以保證采樣系統(tǒng)無泄漏。并應用樣品氣體對采樣管路進

行充分吹掃置換。

6.1.6可采用連續(xù)進樣方式將樣品直接送入光譜儀。

6.1.7可采用氣袋將樣品直接送入光譜儀，但需要限定樣品袋出氣量的流量和排空樣品池。

6.2測定

6.2.1測定一氧化碳含量的要求應按照GB/T32199-2015和GB/T37244-2018執(zhí)行。

6.2.2按儀器使用說明書開啟儀器，設定儀器各項操作參數(shù)。

6.2.3用符合5.1節(jié)要求的去除一氧化碳后的零空氣吹掃氣路系統(tǒng)，至儀器基線穩(wěn)定正常。

6.2.4將儀器設定為測量狀態(tài)，用待測氣體吹掃氣路系統(tǒng)。按儀器說明書調(diào)節(jié)氣體壓力和流量，測定

待測氣體。

6.2.5當儀器穩(wěn)定時，讀取一氧化碳含量值。

7結果處理

當儀器穩(wěn)定時，讀取氫氣中一氧化碳含量的體積分數(shù)。每隔5秒讀平均數(shù)值一次，連續(xù)讀4次以上數(shù)

值，當4次標準方差小于4%時，取4次讀數(shù)的算術平均值為最終分析結果。

此外，可自動連續(xù)讀取氫氣中一氧化碳含量的體積分數(shù)，根據(jù)設定每分鐘可讀取1～100次。

8報告

2

庫七七標準下載

T/CSTE0007—2020

報告至少應包括下列內(nèi)容：

----測定日期、環(huán)境溫度、大氣壓力；

----采樣地點、樣品編號；

----樣品名稱；

----測定依據(jù)；

----測定結果；

----測定時觀察到的任何異?，F(xiàn)象；

----分析員和審核員姓名。