一種智能化苯類物質警報裝置的製作方法
2024-03-06 09:24:15
本發明涉及智能化警報裝置，具體地，涉及一種智能化苯類物質警報裝置。
背景技術：
：隨著我國經濟的快速發展，人們的生活水平日益提高，起居環境也越來越現代化，人們對居住環境的要求也越來越高，具體表現為智能家居的普及，物聯網的家用電器等的延伸。但是隨著家庭環境的深度裝修，生活中的安全隱患也越來越多，如過度裝修如實木地板，牆漆的大量使用，後果是家庭環境的空氣品質的下降，空氣的汙染物更複雜。人們逐漸意識到監控預警和消防工作的重要性，良好的監控系統和及時的報警機制可以大大降低空氣汙染給人體造成的傷害。我們知道家庭裝修後苯類汙染物是非常常見的，但是現在市面上還沒有一款專門的檢測警報裝置。技術實現要素：針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種智能化苯類物質警報裝置，以解決上述技術問題。為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案得以實現：一種智能化苯類物質警報裝置，包括微處理器模塊、無線WIFI模塊、氣敏傳感器模塊、報警模塊和移動終端模塊；所述微處理器模塊與無線WIFI模塊相連接；所述氣敏傳感器模塊和報警模塊均與微處理器模塊相連接；所述無線WIFI模塊和移動終端模塊無線連接。相對於現有技術，本發明的有益效果：本發明的集成度高，體積小，成本低，本發明的無線WIFI模塊是利用無線WIFI網絡來傳輸數據，因此傳送距離遠。用戶可以通過移動終端實時監控家居環境中的空氣品質，當家居環境中苯類物質超標時，警報模塊可以發出警報，WIFI模塊也會通過無線WIFI網絡傳送警報到用戶的移動終端，提醒用戶及時檢查家居環境中的汙染源，及時消除安全隱患。本發明的智能化苯類物質警報裝置可以檢測甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯類等揮發性有機氣體，靈敏度高，響應速度快，重複性好，且穩定性較好。檢測甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯的極限濃度分別達到0.039、0.025、0.015ppm，響應頻率也較好，達到250Hz/ppm的水平本發明對智能家居的發展和應用有重要的意義，具有廣闊的市場前景。附圖說明此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本發明的實施例，並與說明書一起用於解釋本發明的原理。圖1是本發明的結構示意圖。圖2為本發明的氣敏傳感器結構示意圖。其中，差頻計-A，頻數計數器-B，振蕩器-C，進氣孔-D，測試晶振-E1，空白晶振-E2.具體實施方式結合以下實施例對本發明作進一步描述。圖1是本發明的結構示意圖，如圖1所示，包括微處理器模塊、無線WIFI模塊、氣敏傳感器模塊、報警模塊和移動終端模塊；所述微處理器模塊與無線WIFI模塊相連接；所述氣敏傳感器模塊和報警模塊均與微處理器模塊相連接；所述無線WIFI模塊和移動終端模塊無線連接。優選地，所述報警模塊包括語音播報單元和LED閃爍燈。優選地，所述移動終端模塊為手機或者平板電腦。優選地，所述氣敏傳感器模塊包括苯類特異性氣敏傳感器。本發明的智能化苯類物質警報裝置的響應頻率通過以下算式計算而得：式中，ΔM表示質量該變量，f0表示氣敏傳感器的基頻，本實驗採用的基頻為10MHz；A表示氣敏傳感器的反應面積。本發明的無線WIFI模塊是利用無線WIFI網絡來傳輸數據，因此傳送距離遠。用戶可以通過移動終端實時監控家居環境中的空氣品質，當家居環境中苯類物質超標時，警報模塊可以發出警報，WIFI模塊也會通過無線WIFI網絡傳送警報到用戶的移動終端，提醒用戶及時檢查家居環境中的汙染源，及時消除安全隱患。下面介紹一下本發明的實施例中所提供的一種智能化苯類物質警報裝置所採用的苯類特異性氣敏傳感器的結構。氣敏傳感器包括氣敏傳感器外殼，所述氣敏傳感器外殼內設置有檢測氣室、振蕩器、頻率計數器和差頻計；所述檢測氣室上下兩端分別設置有進氣孔，檢測氣室內設置有空白晶振和測試晶振，空白晶振和測試晶振均分別與相對應的振蕩器和頻率計數器電聯接，所述差頻計的兩端分別連接有頻率計數器，所述差頻計的第三端與微電腦控制器電聯接；所述檢測氣室上設置2～4個進氣孔，同時空白晶振的數量相應地設置為1～3個，測試晶振的數量設置為3～6個。為了便於數據追蹤和查閱數據，在微電腦控制器上還設置有微顯示器和控制面板，為了節約成本和該氣敏傳感器的外形更加美觀，。優選的，氣敏傳感器包括氣敏傳感器外殼，所述氣敏傳感器外殼內設置有檢測氣室、振蕩器、頻率計數器和差頻計；所述檢測氣室上下兩端分別設置有進氣孔，檢測氣室內設置有空白晶振和測試晶振，空白晶振和測試晶振均分別與相對應的振蕩器和頻率計數器電聯接，所述差頻計的兩端分別連接有頻率計數器，所述差頻計的第三端與微電腦控制器電聯接；所述檢測氣室上設置2～3個進氣孔，同時空白晶振的數量相應地設置為1～2個，測試晶振的數量設置為3～5個。在本實施例中，如圖1所示，氣敏傳感器包括氣敏傳感器外殼，所述氣敏傳感器外殼內設置有檢測氣室、振蕩器、頻率計數器和差頻計；所述檢測氣室上下兩端分別設置有進氣孔，檢測氣室內設置有空白晶振和測試晶振，空白晶振和測試晶振均分別與相對應的振蕩器和頻率計數器電聯接，所述差頻計的兩端分別連接有頻率計數器，所述差頻計的第三端與微電腦控制器電聯接；檢測氣室上設置有2個進氣孔，1個空白晶振，1個測試晶振，其中，測試晶振的表面塗布有氣敏塗層，該氣敏塗層由納米聚苯胺-活性炭製成，由於氣敏傳感器的氣敏性能主要取決於其表面塗覆的氣敏塗層，因此，下面給出本發明中製備納米聚苯胺-活性炭塗層的具體步驟，以供參考：S1.將定量的苯胺和過硫酸銨加入到鹽酸溶液中，保持苯胺單體與過硫酸銨的物質的量之比為1:1～1.2；S2.超聲儀中振蕩半個小時，靜置3～5h獲得納米纖維聚苯胺；S3.將一定比例的納米活性炭粉末和納米纖維聚苯胺的鹽酸溶液混合(納米活性炭粉末：納米纖維聚苯胺＝1:5～8)，置於超聲儀中超聲30min，使苯胺吸附於活性炭上；S4.再將過硫酸銨溶於鹽酸溶液中，在磁力攪拌的條件下，將過硫酸銨鹽酸溶液緩慢的滴加入吸附了聚苯胺的活性炭鹽酸溶液中，控制實驗溫度為4～8℃，反應2～5h；S5.為了增大所得的目標產物的表面吸附比，將上述溶液放置到非含氟烯烴氣氛中，鈷-60輻照場內進行輻照聚合，輻照聚合時間為3～6h，輻照劑量為100～200Gy/min；S6.待反應結束後真空抽濾，將反應產物用去離子水、酒精洗滌至無色，於60～80℃真空乾燥，即得到納米聚苯胺-活性炭，使該氣敏材料的多孔結構孔徑擴大，比表面積增大。本發明的表面塗覆的氣敏塗層，上塗有氣體敏感膜，當被測氣體分子吸附在氣體敏感膜上時，薄膜的質量增加，導致石英晶振的諧振頻率降低。具有極高的靈敏度，檢測下限可以達到氣體濃度的ppm甚至ppb級。氣敏傳感器具有結構簡單、成本低廉、靈敏度高、穩定性好等優點，後前已經成為氣敏傳感器研究的一個熱點。實驗例對採用納米聚苯胺-活性炭作為氣敏材料塗層的氣敏傳感器對甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯四種氣體進行測試，評價該氣敏傳感器對不同氣體的響應速度和極限濃度，進而評價本發明的實施例提供的一種智能化苯類物質警報裝置的檢測域的大小。該智能化苯類物質警報裝置的數據和採用HPLC法檢測數據的比較如下表1所示：表1智能化苯類物質警報裝置的數據和HPLC法檢測數據的比較極限濃度(ppm)響應頻率(Hz/ppm)HPLC(ppm)甲醛0.0392540.045乙醛0.0252380.035鄰苯二甲酸二丁酯0.0152650.020上述智能化苯類物質警報裝置的數據表明，上述智能化苯類物質警報裝置可以檢測甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯類等揮發性有機氣體，靈敏度高，響應速度快，重複性好，且穩定性較好。檢測甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯的極限濃度分別達到0.039、0.025、0.015ppm，響應頻率也較好，達到250Hz/ppm的水平，在監測甲醛、乙醛和鄰苯二甲酸二丁酯的極限返回濃度超過HPLC的檢出極限濃度。與現有的消防用智能化苯類物質警報裝置相比，其外形和體積都更輕量，且返回數據的時間和準確率都大為提升，可以作為家居消防智能化苯類物質警報裝置的使用。最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本鄰域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。當前第1頁1 2 3