基於納米氧化鋅的燃氣探測技術的製作方法
2023-04-23 08:10:46 2
專利名稱：基於納米氧化鋅的燃氣探測技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用納米氧化鋅作為載體的燃氣探測和傳感技術，特別是針對甲烷和 異丁烷等可燃氣體的傳感技術，詳細講是一種基於納米氧化鋅的燃氣探測技術。
背景技術：
眾所周知從家庭開始使用液化氣和天然氣以來，燃氣洩露就經常發生，生命財產 安全沒有任何保障。而現階段各國都重視燃氣洩露問題，也開發出了各種各樣的報警器，但 是因為傳感器的種種原因，經常會發生誤報和漏報情況時有發生。中國國情的飲食習慣上 又有使用料酒作調味的原料，而大部分廠家生產的各種各樣傳感器都沒能很好的做到對酒 精的反應靈敏度上能夠屏蔽掉料酒而產生的誤報。
發明內容
本發明的目的就在於克服現有技術的不足，而提供一種基於納米氧化鋅的燃氣探 測技術，既能保證準確度，又能最低限度的屏蔽掉酒精對傳感器的影響。使用納米氧化鋅作 為催化燃燒式氣體傳感器的載體，利用其氧化燃燒特性檢測空氣中可燃氣含量，是可燃氣 體專用傳感器，性能好、成本低。本發明採用如下技術解決方案一種基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，包括與可 燃氣體反應的基於納米氧化鋅催化技術、黑白件技術，外形技術，傳感檢測電路，所述的傳 感技術的黑白件中的黑件由納米氧化鋅催化珠組成，白件由鉬絲材料組成鈍化元件，外形 採用小巧型結構，帶有保護摸，防堵塞。檢測傳感電路採用惠斯頓電橋電路，由催化珠和鈍 化元件和Rl，R2組成。本發明還可通過如下措施來實現黑色呈珠狀，中間穿有一條白色小金屬線，線由 鉬絲材料組成的小細絲，黑元件材料材質主要由大量的氧化鈀和鉬金屬晶體均勻的度在純 銅上，並利用共沉積法將Cu載於Cr203載體上，提高其溫度活性的穩定性，白元件由穩定的 無氧化物的鉬金加度銅元件組成一個穩定的白元件，他對氣體不過敏，具有與黑元件做參 照的功能。小圓型，高度8. 5匪，上半圓直徑為11匪，下半圓直徑為12MM，上半圓頂端有圓 型紗窗帽，做放塵功能，底端有一圓座，其中一邊帶有小缺口，作方向標誌位，底端有4個接 線端子，為外接線路埠，有輸入和輸出功能。傳感器檢測電路有Rl，R2，R3，R4組成，其中 R3為黑元件，即是催化珠氧化物，R4為為鈍化元件，用做和R3做比較用，Rl, R2為電阻，組 成橋式惠斯頓電橋電路，其中有輸入埠和輸出埠 4個。本發明的有益效果是，既能保證準確度，又能最低限度的屏蔽掉酒精對傳感器的 影響。使用納米氧化鋅作為催化燃燒式氣體傳感器的載體，利用其氧化燃燒特性檢測空氣 中可燃氣含量，是可燃氣體專用傳感器，性能好、成本低。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1為本發明的電路原理圖。圖2為本發明對酒精特性曲線圖。圖3是本發明長時間、高低溫、高溼度老化後測試傳感器的試驗結果圖。圖4是本發明傳感器外殼尺寸指標值。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以助於理解本發明的內容。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，傳感器檢測原理將催化元件、補償元件和橋臂電阻 構成惠斯頓電橋，加一恆定電壓，熱催化元件(即催化珠)的骨架採用鉬絲材料，電流流過 時加熱，使溫度為300°C -400°C左右。利用載體催化元件(即黑白元件)，因為傳感器的敏 感組件由鉬絲組成，它被氧化鈀黑這種的特殊催化劑覆蓋。使用兩隻這樣的元件來比較， 一個元件對外界氣體很敏感，而另一個元件對外界隔離保持原始態不變。通過兩元件的比 較使電橋失衡，從而有信號輸出。傳感器工作原理當一種可燃氣體到達敏感元件的表面 時，由於表面保持300 400°C的高溫，所以就產生氧化反應。這種氧化反應使得元件表面 的溫度上升，這個上升值比例於特殊被測氣體的能量。上升的溫度傳到元件內部的加熱鉬 線圈，繼而又使它的電阻增加。另一方面，由於另一元件表面沒氧化所以電阻不變。這種 情況導致電橋線路的不平衡，因而獲得一個信號輸出。輸出電壓的水平不但取決於被測氣 體的種類，而且還表現了一種與氣體濃度相關的較好的線性。其反應公式為CH4+202 = C02+2H20+891. SKJ0根據信號電流的大小，可以得到一個線性的電流型號，經過後部的電路 可得到一個線性良好的電壓信號。氧化鈀黑和鉬金屬都比較昂貴，本研究項目產品就將少 量的氧化鈀和鉬金屬晶體均勻的度在純銅上，因銅作氧化劑他的溫度活性不穩定，採用共 沉積法將Cu載於Cr2O3載體上，就能在較高的溫度下保持其活性，並能更好的對抗中毒功 能。工作溫度對催化劑的老化影響很大，溫度選擇和控制不好，會使催化劑半熔或燒結，從 而導致催化劑表面積的下降而降低活性。。另外，內部雜質向表面的遷移，冷熱應力交替所 造成的機械性粉末被氣流帶走。所有這些，都會加速催化劑的老化，而其中最主要的是溫度 的影響，工作溫度越高，老化速度越快。因此，在催化劑的活性溫度範圍內選擇合適的反應 溫度將有助於延長催化劑的壽命。但是，過低的反應溫度也是不可取的，會降低反應速率。催化珠用到以上的幾種金屬按照一定的比例合成，使之傳感器的抗酒精幹 擾和使用壽命上達到最優化的效率，使用壽命達7-8年以上。傳感器的工作電壓為 DC2. 5V±0. 25V。本發明包括與可燃氣體反應的基於納米氧化鋅催化技術、黑白件技術，外形技術， 傳感檢測電路，所述的傳感技術的黑白件中的黑件由納米氧化鋅催化珠組成，白件由鉬絲 材料組成鈍化元件，外形採用小巧型結構，帶有保護摸，防堵塞。檢測傳感電路採用惠斯頓 電橋電路，由催化珠和鈍化元件和Rl，R2組成。黑色呈珠狀，中間穿有一條白色小金屬線， 線由鉬絲材料組成的小細絲，黑元件材料材質主要由大量的氧化鈀和鉬金屬晶體均勻的度 在純銅上，並利用共沉積法將Cu載於Cr203載體上，提高其溫度活性的穩定性，白元件由穩 定的無氧化物的鉬金加度銅元件組成一個穩定的白元件，他對氣體不過敏，具有與黑元件 做參照的功能。小圓型，高度8. 5匪，上半圓直徑為11匪，下半圓直徑為12匪，上半圓頂端 有圓型紗窗帽，做放塵功能，底端有一圓座，其中一邊帶有小缺口，作方向標誌位，底端有4
4個接線端子，為外接線路埠，有輸入和輸出功能。傳感器檢測電路有Rl，R2，R3，R4組成， 其中R3為黑元件，即是催化珠氧化物，R4為為鈍化元件，用做和R3做比較用，Rl，R2為電 阻，組成橋式惠斯頓電橋電路，其中有輸入埠和輸出埠 4個。當一種可燃氣體到達敏感 元件的表面時，由於表面保持300 400°C的高溫，所以就產生氧化反應。這種氧化反應使 得元件表面的溫度上升，這個上升值比例於特殊被測氣體的能量。上升的溫度傳到元件內 部的加熱鉬線圈，繼而又使它的電阻增加。另一方面，由於另一元件表面沒氧化所以電阻不 變。這種情況導致電橋線路的不平衡，因而獲得一個信號輸出。 傳感器採用小巧型外殼，以方便儀器的小型化。主要分三部分，第一部分為呈圓柱 型管狀，高度採用8. 5mm高，引出管腳為5. 0mm，上圓直徑為11mm，下圓直接為12mm。第二部 分為底座，底座有個缺口，為方向標記位。距離缺口最近的是1，4管腳。第三部分為頂端的 紗窗帽，主要是氣體入口處，檢測的氣體是從紗窗口進入，令一個作用是防止灰塵落入高溫 的傳感器內部電路中。
權利要求
一種基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，包括與可燃氣體反應的基於納米氧化鋅催化技術、黑白件技術，外形技術，傳感檢測電路，其特徵是所述的傳感技術的黑白件中的黑件由納米氧化鋅催化珠組成，白件由鉑絲材料組成鈍化元件，外形採用小巧型結構，帶有保護摸，防堵塞。檢測傳感電路採用惠斯頓電橋電路，由催化珠和鈍化元件和R1，R2組成。
2.根據權利要求1所述基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，其特徵在於所說的黑色呈 珠狀，中間穿有一條白色小金屬線，線由鉬絲材料組成的小細絲，黑元件材料材質主要由大 量的氧化鈀和鉬金屬晶體均勻的度在純銅上，並利用共沉積法將Cu載於Cr203載體上，提 高其溫度活性的穩定性，白元件由穩定的無氧化物的鉬金加度銅元件組成一個穩定的白元 件，他對氣體不過敏，具有與黑元件做參照的功能。
3.根據權利要求1所述基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，其特徵在於所說的小圓型， 高度8. 5匪，上半圓直徑為11匪，下半圓直徑為12匪，上半圓頂端有圓型紗窗帽，做放塵功 能，底端有一圓座，其中一邊帶有小缺口，作方向標誌位，底端有4個接線端子，為外接線路 埠，有輸入和輸出功能。
4.根據權利要求1所述基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，其特徵在於所說的傳感器檢 測電路有Rl，R2，R3，R4組成，其中R3為黑元件，即是催化珠氧化物，R4為為鈍化元件，用 做和R3做比較用，Rl，R2為電阻，組成橋式惠斯頓電橋電路，其中有輸入埠和輸出埠 4 個。
全文摘要
本發明涉及一種基於納米氧化鋅的燃氣探測技術，屬於傳感器領域。包括與可燃氣體反應的基於納米氧化鋅催化技術、黑白件技術，外形技術，傳感檢測電路，所述的傳感技術的黑白件中的黑件由納米氧化鋅催化珠組成，白件由鉑絲材料組成鈍化元件，外形採用小巧型結構，帶有保護摸，防堵塞。檢測傳感電路採用惠斯頓電橋電路，由催化珠和鈍化元件和R1，R2組成。本發明既能保證準確度，又能最低限度的屏蔽掉酒精對傳感器的影響。使用納米氧化鋅作為催化燃燒式氣體傳感器的載體，利用其氧化燃燒特性檢測空氣中可燃氣含量，是可燃氣體專用傳感器，性能好、成本低。
文檔編號G01N27/04GK101871905SQ20091002057
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者姜燕 申請人:威海市樂家電子科技有限公司