[發明專利]一種應用于石英晶振片的旋轉鍍膜裝置

無效

• 申請號: 201010273609.8
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN101961702A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 張嘉琪;王曉麗;鄭嗣華;胡英;田思思;車路祺;周艷;王非;楊春蘭
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: B05C9/14
• 分類號: B05C9/14;B05C11/08;B05C13/02
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明涉及石英晶振氣體傳感器的鍍膜設備，特別是一種應用于石英晶振片的旋轉鍍膜裝置。

背景技術

隨著科技的進步、各種層出不窮的新材料、新技術造福于人類的同時，也給人類的健康帶來了危害。研究表明，許多突發性疾病都是人們的生活工作環境受到有害氣體的污染而造成的。隨著個人安全意識和環保意識的提高，人們對自身的生活環境、工作環境的質量日益重視，因此對生活環境和作業場所各種有毒、有害氣體的檢測和對污染氣體的檢測與監控都提出了更高的要求。與傳統的氣體檢測方法如氣相層析法相比，氣體傳感器具有工作電路簡單、易攜帶、易操作、成本低等優點，更適用于氣體的實地檢測和實時監測。因此，具有高靈敏度的石英晶振氣體傳感器受到了越來越高的重視。

目前，石英晶振氣體傳感器中應用的氣敏膜主要有：金屬薄膜、金屬氧化物薄膜、有機高分子敏感膜等。常用的涂膜方法有：擦涂法、滴涂法、蘸涂法及真空鍍膜法等。金屬和金屬氧化物薄膜主要用真空濺射的方法制備，少數的金屬氧化物薄膜可制成溶膠凝膠，然后再利用涂抹干燥法制得。

擦涂法鍍膜的方法常使用棉簽或毛筆等蘸取待鍍液體，然后涂在石英晶振表面，但由此制備的石英晶振氣敏膜表面薄厚不均，容易留下涂膜的痕跡和雜質，使石英晶振氣敏膜的頻率穩定性下降，造成石英晶振不起振；此外，這種方法也不能準確控制涂膜量。

滴涂法是用注射器或移液槍選取定量的待鍍液體，將石英晶振片平放，液體滴到石英晶振表面，待其慢慢干燥后即成氣敏膜。該方法可以較準確的控制鍍膜量，且易操作，并且成膜效果較好，但成膜不均勻。

蘸涂法的操作過程，相比較前兩種方法操作過程更簡單。用手拿住石英晶振的引線，將干燥備用的晶振片浸沒在燒杯中的鍍膜材料中，停留數秒后取出，輕輕甩一下，甩去多余的溶液，然后使石英晶振片朝上，鍍膜溶液在重力作用下會自上而下均勻覆蓋在晶振的表面。該方法不易控制鍍膜量且對操作技能要求較高，但形成的薄膜比較均勻，所以這是一種實驗室經常使用的石英晶振鍍膜方法。

真空鍍膜法是在在真空環境下，將石英晶振片固定在底座上，把待涂的敏感膜材料(一般為金屬、合金或化合物)在晶振片的進行蒸發(或濺射)，使其沉積在晶振片的表面而成膜。真空鍍膜法形成的薄膜非常均勻，但是工藝復雜，需要專門的鍍膜裝置，且抽真空的過程花費的時間非常多，差不多每次抽真空需要2個小時左右，每次抽真空只能鍍一面，則完成石英晶振兩面鍍膜過程將花費大量的時間。該方法只適用于金屬或是高溫后不分解的小分子化合物氣敏膜的制備，不適用于高分子化合物氣敏膜的制備。

發明內容

本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種應用于石英晶振片的旋轉鍍膜裝置，該裝置結構簡單、易于操作、適用性強，可在石英晶振片上快速、均勻地形成敏感膜，方便快捷而且鍍膜成本低廉，適合大規模的批量生產。

本發明的技術方案：

一種應用于石英晶振片的旋轉鍍膜裝置，包括密封室、旋轉鍍膜器和氣溫控制系統；密封室為長方體結構，密封室上面中心設有進液口，側面分別設有進氣口和出氣口，在密封室內進氣口處設有擋板；旋轉鍍膜器位于密封室內，由旋轉機構、鍍膜盤和石英晶振片固定部分組成，旋轉機構包括電機、旋轉軸、基座和電機無極調速器，電機固定于基座上并通過基座固定于密封室底板中心，旋轉軸端部固定有法蘭盤，電機通過導線與固定于密封室外部的電機無極調速器連接，鍍膜盤包括轉盤和托盤，轉盤為圓筒型結構，轉盤的筒壁上設有兩個穿線孔，托盤為圓形，轉盤固定于托盤的中心，托盤中心通過螺栓與旋轉軸端部的法蘭盤固定，石英晶振片固定部分包括兩個硅膠管、接線端子和緊固螺栓，兩個硅膠管分別穿過轉盤筒壁上的兩個穿線孔并與轉盤固定，石英晶振片的兩根引線分別穿過兩個硅膠管伸入接線端子并通過緊固螺栓固定，石英晶振片固定部分通過接線端子與托盤固定；氣溫控制系統包括鼓風機、電加熱器、熱電偶和電器控制儀表，鼓風機出口通過管道與密封室的進氣口連接，電加熱器設置于鼓風機出口與密封室的進氣口之間的管道內，熱電偶固定于密封室內，鼓風機、電加熱器和熱電偶通過導線與電器控制儀表連接。

所述密封室為30cm×15cm×8cm的長方體，其進氣口和出氣口的直徑為1cm-2cm；轉盤的外徑為2cm-4cm，壁厚為0.3cm-0.5cm，高為0.5cm-1.0cm；托盤的直徑為5cm-7cm；底座為長方體，邊長為7cm-9cm，高為4cm-5cm。

所述石英晶振片中兩根引線之間的距離為0.5cm；電機的轉速為200r/min-3000r/min；熱電偶的溫度感應范圍為10℃-80℃。