[發明專利]一種能夠快速、準確檢測環境濕度的裝置

有效

• 申請號: 201711082546.6
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107884451B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 潘柏霖
• 申請（專利權）人: 中創新海（天津）認證服務有限公司
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

1.一種能夠快速、準確檢測環境濕度的裝置，該裝置為濕度傳感器，所述濕度傳感器為旁熱式結構，包括：氧化鋁陶瓷管、涂覆在陶瓷管表面的敏感材料層、穿過陶瓷管的加熱線圈，在陶瓷管兩端設有金電極；其特征在于，所述敏感材料層包括設于陶瓷管表面的敏感材料Ⅰ、設于敏感材料Ⅰ表面的敏感材料Ⅱ，所述敏感材料Ⅰ為ZnO納米顆粒，所述敏感材料Ⅱ為Fe₂O₃/石墨烯納米纖維;

所述敏感材料Ⅰ為ZnO納米顆粒，所述ZnO納米顆粒粒徑為10nm，厚度為0.5～0.7mm;

所述敏感材料Ⅰ的制備過程為：

步驟1，向92ml異丙醇溶液中加入0.1mmol乙酸鋅，然后在55℃條件下超聲振蕩2h，使乙酸鋅溶解充分，隨后將該溶液迅速轉移至0℃環境中靜置；

步驟2，量取8ml 0.02M的氫氧化鈉溶液，逐滴加入到上述乙酸鋅溶液中，超聲振蕩3h，得到透明的ZnO溶膠；

步驟3，將上述ZnO溶膠旋涂在陶瓷管表面，在轉速為1000r/min下，勻膠18s，每次旋涂后，將陶瓷管在220℃下熱處理12min，重復數次，得到合適厚度的ZnO納米顆粒;

所述敏感材料Ⅱ為Fe₂O₃/石墨烯納米纖維，所述Fe₂O₃/石墨烯納米纖維采用靜電紡絲法制備，其平均直徑為400nm，Fe₂O₃與石墨烯的質量比為9:2;

所述敏感材料Ⅱ厚度為0.5～0.7mm。

2.根據權利要求1所述的一種能夠快速、準確檢測環境濕度的裝置，其特征在于，所述Fe₂O₃/石墨烯納米纖維的制備過程為：

步驟1，配置8.7wt.％質量含量的聚乙烯醇水溶液50ml，然后向聚乙烯醇水溶液中加入2.7g硝酸鐵和0.6g石墨烯，繼續攪拌4h，得混合溶液a；

步驟2，將上述混合溶液a裝入噴絲管中，使用銅絲作為正極，鋁箔作為接收板的負極，進行靜電紡絲時所施加的電壓為18kV，噴絲頭與接收板之間的距離為21.7cm，進行靜電紡絲，得到復合纖維，將所得復合纖維纖維放入真空干燥箱內烘干備用；

步驟3，將上述烘干的復合纖維放入研缽中，滴加少量的去離子水，研磨1h后，得到漿狀物，將該漿狀物涂覆在陶瓷管ZnO納米顆粒表面，然后將該陶瓷管放到高溫電阻爐中在空氣氣氛下燒結，在800℃下煅燒5h，以去除高分子聚乙烯醇，自然冷卻，在陶瓷管ZnO納米顆粒表面得到Fe₂O₃/石墨烯納米纖維。