仪器仪表学报

作者：鲍羿夫，李明举，熊星宇，钱相臣

单位：鲍羿夫,华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206,,李明举,华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206,,熊星宇,中国矿业大学（北京）机械与电气工程学院北京100083,xiongxingyul@hotmail.com,钱相臣,华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206,

关键词：固体氧化物电堆;温度分布;应力分布;非侵入式测量技术

基金：国家自然科学基金（52576247）项目资助

面向我国碳达峰碳中和重大战略对清洁能源体系构建的迫切需求，固体氧化物电池凭借高能量转换效率和双向可逆特性，已成为绿氢制备及高效发电的关键技术。然而高温运行下强烈的热-力耦合效应会诱发局部焦耳热，导致电堆温度场非线性畸变，加速性能衰减。现有温度/应力多物理场耦合表征技术受限于传感材料高温失稳，在空间分辨率与动态响应方面存在瓶颈，难以实现电堆内部场的全域高精度感知。系统综述了固体氧化物电池温度与应力测量技术进展，重点评估热电偶、光纤传感、红外热成像及高能射线成像的核心性能：热电偶响应快、成本低，但易发生高温热电漂移；光纤传感抗干扰能力强，可实现分布式测量，但在极端环境下可靠性不足；红外热成像可实现非接触表面温度监测，但受发射率影响且无法探测内部温度；高能射线成像在三维应力重构中分辨率高，但设备依赖性强、测试周期长。针对上述瓶颈，故提出多模态融合温度测量方案，协同多种传感技术以提升空间分辨率与耐受性；建立基于高能射线与数字图像相关的高温应变无损测量方法，突破动态响应限制。该研究为电堆热管理优化与结构可靠性提升提供高精度测量支撑，为构建安全、高效、低碳的现代能源体系提供高精度测量学支撑。

来源：2025年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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