一种智能家居玻璃装置的制作方法

本发明涉及玻璃装置领域，尤其涉及一种智能家居玻璃装置。
背景技术：
：玻璃是一种透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃化学氧化物的组成,主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。有时也可以在玻璃上用蒸腾的方法镀上一层极薄的铝做成镜子使用。另有混入了某些金属的氧化物或者盐类而显现出颜色的有色玻璃，和通过特殊方法制得的钢化玻璃等。有时把一些透明的塑料(如聚甲基丙烯酸甲酯)也称作有机玻璃。这种玻璃容易在温差大湿气重时起雾，影响室内的光线，妨碍人的视线，使人无法照镜子，需要人们频繁手动清除玻璃上的雾，严重影响人们的使用，对人们的生活造成诸多不便。技术实现要素：本发明旨在提供一种智能家居玻璃装置，以解决上述提出问题。本发明的实施例中提供了一种智能家居玻璃装置，包括有玻璃、湿度传感器Ⅰ、湿度传感器Ⅱ、湿度传感器Ⅲ、湿度传感器Ⅳ、风机Ⅰ、风机Ⅱ、风机Ⅲ、风机Ⅳ、控制系统；其中，该湿度传感器Ⅰ和湿度传感器Ⅲ均匀的设置在玻璃左侧，湿度传感器Ⅱ和湿度传感器Ⅳ均匀的设置在玻璃右侧；风机Ⅰ和风机Ⅲ均匀的设置在玻璃上方，风机Ⅱ和风机Ⅳ均匀的设置在玻璃下方；湿度传感器Ⅰ、湿度传感器Ⅱ、湿度传感器Ⅲ、湿度传感器Ⅳ和风机Ⅰ、风机Ⅱ、风机Ⅲ、风机Ⅳ都分别与控制系统相连接；所述的湿度传感器为一种基于复合纳米纤维的湿敏传感器，该湿敏传感器为厚膜型，采用Al2O3陶瓷基板为衬底，在该陶瓷基板上设有插指电极，插指电极上设有敏感薄膜；所述的敏感薄膜为ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子的混合物。本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明的智能家居玻璃装置，能够实现自动化、智能化、防止并驱除家居玻璃在温差大湿气重时所起的雾，不影响室内的采光，不影响人的视线，不影响人照镜子，为生活带来便利。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。附图说明利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1为本发明所述智能家居玻璃装置的结构示意图；图2为本发明所述智能家居玻璃装置的结构示意图；图3为本发明所述湿敏传感器的剖面结构示意图。附图中的标记为：1-玻璃，2-湿度传感器Ⅰ，3-湿度传感器Ⅱ，4-湿度传感器Ⅲ，5-湿度传感器Ⅳ，6-风机Ⅰ，7-风机Ⅱ，8-风机Ⅲ，9-风机Ⅳ，10-控制系统，11-Al2O3陶瓷基板，12-插指电极，13-敏感薄膜。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。本发明的实施例涉及一种智能家居玻璃装置，如图1-2所示，包括有玻璃1、湿度传感器Ⅰ2、湿度传感器Ⅱ3、湿度传感器Ⅲ4、湿度传感器Ⅳ5、风机Ⅰ6、风机Ⅱ7、风机Ⅲ8、风机Ⅳ9、控制系统10。其中，该湿度传感器Ⅰ2和湿度传感器Ⅲ4均匀的设置在玻璃1左侧，湿度传感器Ⅱ3和湿度传感器Ⅳ5均匀的设置在玻璃1右侧；风机Ⅰ6和风机Ⅲ8均匀的设置在玻璃1上方，风机Ⅱ7和风机Ⅳ9均匀的设置在玻璃1下方；湿度传感器Ⅰ2、湿度传感器Ⅱ3、湿度传感器Ⅲ4、湿度传感器Ⅳ5和风机Ⅰ6、风机Ⅱ7、风机Ⅲ8、风机Ⅳ9都分别与控制系统10相连接。工作原理：当均匀设置在玻璃1左右两侧的湿度传感器Ⅰ2、湿度传感器Ⅱ3、湿度传感器Ⅲ4、湿度传感器Ⅳ5监测到居室或浴室的湿度达到设定数值范围时，将监测到的信息反馈给控制系统10，控制系统10启动风机。均匀设置在玻璃1上下方的风机Ⅰ6、风机Ⅱ7、风机Ⅲ8、风机Ⅳ9开始吹风防止并驱除玻璃1上的雾气。优选地，湿度传感器设置有四个以上。优选地，风机设置有四个以上。为了达到更好的湿度检测目的，本发明所述的湿度传感器为一种基于复合纳米纤维的湿敏传感器，其具有快速的响应能力。图3为本发明所述湿敏传感器的剖面结构示意图，该湿敏传感器为厚膜型，采用Al2O3陶瓷基板11为衬底，在该陶瓷基板11上设有插指电极12，插指电极12上设有敏感薄膜13，该敏感薄膜13厚度为0.3mm。所述的敏感薄膜为ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子的混合物；具体的，上述ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子的质量比为15:11:1。现有技术中，单一的某类材料有时并不能完全满足湿敏传感器的要求，如灵敏度不高、响应恢复时间较长、稳定性不高等，针对上述技术问题，本发明所述的湿度传感器中敏感薄膜基于复合纳米纤维材料，产生了意料不到的技术效果，使得传感器的灵敏性能大幅提高。其中，氧化锆是一种化学性质稳定的金属氧化物，其对碱溶液及许多酸溶液都具有足够的稳定性。氧化锆与某些物质复合会在不同条件下产生湿敏性能，现有技术中，可以将氧化锆用于湿敏传感器的敏感材料；如在ZrO2湿敏压片中掺入8mol％Y2O3作稳定剂，同时在压片同一平面上印刷三个Pt电极，将ZrO2湿敏压片在1500℃下煅烧后形成湿敏传感器。然而，现有技术中，如上述的基于ZrO2薄膜的湿敏传感器存在着灵敏度较低、响应恢复速度较慢、稳定性较差等缺点。合成纳米结构已成为提高传感器性能的主要途径之一，如纳米纤维、纳米线、纳米带、纳米管等，得益于纳米材料优异的结构性能，将敏感物质制备成为纳米材料进而发挥传感性能是一个主要的研究方向。基于上述，本发明所述的湿度敏感材料在结构方面，基于纳米纤维，该纳米纤维是采用静电纺丝法制备的，静电纺丝法的原理是利用高压电场将一定粘稠度的溶液喷射成膜状、薄纸状或纤维状，该技术制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、纤维直径均匀等优点，特别是用于湿敏领域时，其能够提高敏感材料的吸附能力和提高敏感性能；本发明所述的湿度敏感材料在成分方面，基于氧化锆和氧化钛，如上所述，并通过控制质量比及掺杂量，产生了意料不到的技术效果，使得传感器的灵敏性能大幅提高。上述敏感薄膜的形成过程为：1)、利用静电纺丝法制备ZrO2复合纳米纤维；2)、利用静电纺丝法制备TiO2复合纳米纤维；3)、按照质量比例，将上述ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子混合，然后在700℃煅烧5h，研磨均匀，滴入去离子水形成浆料，再继续研磨均匀，将该浆料涂覆在Al2O3陶瓷基板，干燥老化后，即得所述敏感薄膜。本发明技术方案中，创造性的将ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维结合作为湿敏敏感材料，经过煅烧后，形成异质结构，两者相互抑制晶粒生长；并且通过添加NiO纳米粒子作为造孔剂和稳定剂，同时静电纺丝制备的上述纳米纤维都是由小晶粒组成，克服了粉体材料的易团聚现象，改变了材料的微结构，取得了意料不到的技术效果，使得该湿敏传感器的灵敏度大大提高，并缩短了响应恢复时间。优选地，上述的ZrO2复合纳米纤维中掺杂有KCl和ZnO，掺杂质量分别为3％、2％。所述ZrO2复合纳米纤维的制备过程为：S1、制备纺丝液：将1.2g的聚乙烯吡咯烷酮和6g的八水合氧氯化锆溶于20ml无水乙醇和7ml去离子水的混合溶液中，然后加入KCl和ZnO粉末，强力搅拌12h后，氧氯化锆完全溶解，得到纺丝液；S2、静电纺丝：采用静电纺丝法制备ZrO2复合纳米纤维，静电纺丝参数设置：喷丝头与收集器之间距离为12cm，工作电压为19kV，纺丝速率为0.4ml/h。优选地，上述的TiO2复合纳米纤维掺杂有WO3，掺杂质量为13％。所述TiO2复合纳米纤维的制备过程为：S1、制备纺丝液：将1g的聚乙烯吡咯烷酮先溶于14ml的无水乙醇，强烈搅拌1h后形成A溶液；然后取3g的钛酸四丁酯，将其溶于6ml无水乙醇和6ml醋酸混合溶液中，经强力搅拌后形成B溶液；再取钨酸铵，将其溶于9ml的无水乙醇和6ml醋酸混合溶液中，经强力搅拌后形成C溶液；将B溶液和C溶液同时逐滴加入到A溶液中，强烈搅拌6h后形成纺丝液；S2、静电纺丝：采用静电纺丝法制备TiO2复合纳米纤维，静电纺丝参数设置：喷丝头与收集器之间距离为14cm，工作电压为20kV，纺丝速率为0.5ml/h。优选地，所述NiO纳米粒子粒径为30nm。具体的，所述的插指电极中为Pt电极，Pt电极线条宽为0.1mm，指间距为0.12mm，插指电极厚度为0.1mm。实施例本实施例中，所述的敏感薄膜为基于ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子的混合物；具体的，上述ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO的质量比为15:11:1。具体的，所述ZrO2复合纳米纤维中掺杂有KCl和ZnO，掺杂质量分别为3％、2％。具体的，所述TiO2复合纳米纤维掺杂有WO3，掺杂质量为13％。所述湿敏传感器的制备过程为：步骤1、制备ZrO2复合纳米纤维S1、制备纺丝液：将1.2g的聚乙烯吡咯烷酮和6g的八水合氧氯化锆溶于20ml无水乙醇和7ml去离子水的混合溶液中，然后加入KCl和ZnO粉末，强力搅拌12h后，氧氯化锆完全溶解；S2、静电纺丝：采用静电纺丝法制备ZrO2复合纳米纤维，静电纺丝参数设置：喷丝头与收集器之间距离为12cm，工作电压为19kV，纺丝速率为0.4ml/h；步骤2、制备TiO2复合纳米纤维S1、制备纺丝液：将1g的聚乙烯吡咯烷酮先溶于14ml的无水乙醇，强烈搅拌1h后形成A溶液；然后取3g的钛酸四丁酯，将其溶于6ml无水乙醇和6ml醋酸混合溶液中，经强力搅拌后形成B溶液；再取钨酸铵，将其溶于9ml的无水乙醇和6ml醋酸混合溶液中，经强力搅拌后形成C溶液；将B溶液和C溶液同时逐滴加入到A溶液中，强烈搅拌6h后形成纺丝液；S2、静电纺丝：采用静电纺丝法制备TiO2复合纳米纤维，静电纺丝参数设置：喷丝头与收集器之间距离为14cm，工作电压为20kV，纺丝速率为0.5ml/h；步骤3、制备敏感薄膜将所述的Al2O3陶瓷基板清洗干净，然后将上述ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO纳米粒子混合，然后在700℃煅烧5h，研磨均匀，滴入去离子水形成浆料，再继续研磨均匀，将该浆料涂覆在Al2O3陶瓷基板上，干燥老化后，即得所述湿敏传感器。对照例1参照实施例1，不同之处在于所述ZrO2复合纳米纤维、TiO2复合纳米纤维和NiO的质量比为5:5:1。对照例2参照实施例1，不同之处在于所述ZrO2复合纳米纤维中掺杂有KCl，掺杂质量为3％。对照例3参照实施例1，不同之处在于所述TiO2复合纳米纤维掺杂有WO3，掺杂质量为5％。将本发明所述的湿敏传感器在湿敏元件测试系统中测量：对于各实施例得到的湿敏传感器，如下表1为在相同的测量条件(25℃、20Hz)下，得到的灵敏度、响应恢复时间及稳定性数据；其中，稳定性为在相同条件下，重复测量1000次后的灵敏度的改变量(％)。表1各实施例得到的湿敏传感器的敏感特性灵敏度kΩ·(％RH)-1响应时间s恢复时间s稳定性％实施例34062163对照例198520869对照例2660251078对照例3549311197从上可以看到，通过调整敏感薄膜掺杂情况，实施例1中得到的湿敏传感器在灵敏度、响应恢复时间、稳定性方面具有优势，取得了意料不到的技术效果。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3