专利名称：基于纳米氧化锌的燃气探测技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用纳米氧化锌作为载体的燃气探测和传感技术，特别是针对甲烷和 异丁烷等可燃气体的传感技术，详细讲是一种基于纳米氧化锌的燃气探测技术。
背景技术：
众所周知从家庭开始使用液化气和天然气以来，燃气泄露就经常发生，生命财产 安全没有任何保障。而现阶段各国都重视燃气泄露问题，也开发出了各种各样的报警器，但 是因为传感器的种种原因，经常会发生误报和漏报情况时有发生。中国国情的饮食习惯上 又有使用料酒作调味的原料，而大部分厂家生产的各种各样传感器都没能很好的做到对酒 精的反应灵敏度上能够屏蔽掉料酒而产生的误报。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术的不足，而提供一种基于纳米氧化锌的燃气探 测技术，既能保证准确度，又能最低限度的屏蔽掉酒精对传感器的影响。使用纳米氧化锌作 为催化燃烧式气体传感器的载体，利用其氧化燃烧特性检测空气中可燃气含量，是可燃气 体专用传感器，性能好、成本低。本发明采用如下技术解决方案一种基于纳米氧化锌的燃气探测技术，包括与可 燃气体反应的基于纳米氧化锌催化技术、黑白件技术，外形技术，传感检测电路，所述的传 感技术的黑白件中的黑件由纳米氧化锌催化珠组成，白件由钼丝材料组成钝化元件，外形 采用小巧型结构，带有保护摸，防堵塞。检测传感电路采用惠斯顿电桥电路，由催化珠和钝 化元件和Rl，R2组成。本发明还可通过如下措施来实现黑色呈珠状，中间穿有一条白色小金属线，线由 钼丝材料组成的小细丝，黑元件材料材质主要由大量的氧化钯和钼金属晶体均勻的度在纯 铜上，并利用共沉积法将Cu载于Cr203载体上，提高其温度活性的稳定性，白元件由稳定的 无氧化物的钼金加度铜元件组成一个稳定的白元件，他对气体不过敏，具有与黑元件做参 照的功能。小圆型，高度8. 5匪，上半圆直径为11匪，下半圆直径为12MM，上半圆顶端有圆 型纱窗帽，做放尘功能，底端有一圆座，其中一边带有小缺口，作方向标志位，底端有4个接 线端子，为外接线路端口，有输入和输出功能。传感器检测电路有Rl，R2，R3，R4组成，其中 R3为黑元件，即是催化珠氧化物，R4为为钝化元件，用做和R3做比较用，Rl, R2为电阻，组 成桥式惠斯顿电桥电路，其中有输入端口和输出端口 4个。本发明的有益效果是，既能保证准确度，又能最低限度的屏蔽掉酒精对传感器的 影响。使用纳米氧化锌作为催化燃烧式气体传感器的载体，利用其氧化燃烧特性检测空气 中可燃气含量，是可燃气体专用传感器，性能好、成本低。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的电路原理图。图2为本发明对酒精特性曲线图。图3是本发明长时间、高低温、高湿度老化后测试传感器的试验结果图。图4是本发明传感器外壳尺寸指标值。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。如图1、图2、图3、图4所示，传感器检测原理将催化元件、补偿元件和桥臂电阻 构成惠斯顿电桥，加一恒定电压，热催化元件(即催化珠)的骨架采用钼丝材料，电流流过 时加热，使温度为300°C -400°C左右。利用载体催化元件(即黑白元件)，因为传感器的敏 感组件由钼丝组成，它被氧化钯黑这种的特殊催化剂覆盖。使用两只这样的元件来比较， 一个元件对外界气体很敏感，而另一个元件对外界隔离保持原始态不变。通过两元件的比 较使电桥失衡，从而有信号输出。传感器工作原理当一种可燃气体到达敏感元件的表面 时，由于表面保持300 400°C的高温，所以就产生氧化反应。这种氧化反应使得元件表面 的温度上升，这个上升值比例于特殊被测气体的能量。上升的温度传到元件内部的加热钼 线圈，继而又使它的电阻增加。另一方面，由于另一元件表面没氧化所以电阻不变。这种 情况导致电桥线路的不平衡，因而获得一个信号输出。输出电压的水平不但取决于被测气 体的种类，而且还表现了一种与气体浓度相关的较好的线性。其反应公式为CH4+202 = C02+2H20+891. SKJ0根据信号电流的大小，可以得到一个线性的电流型号，经过后部的电路 可得到一个线性良好的电压信号。氧化钯黑和钼金属都比较昂贵，本研究项目产品就将少 量的氧化钯和钼金属晶体均勻的度在纯铜上，因铜作氧化剂他的温度活性不稳定，采用共 沉积法将Cu载于Cr2O3载体上，就能在较高的温度下保持其活性，并能更好的对抗中毒功 能。工作温度对催化剂的老化影响很大，温度选择和控制不好，会使催化剂半熔或烧结，从 而导致催化剂表面积的下降而降低活性。。另外，内部杂质向表面的迁移，冷热应力交替所 造成的机械性粉末被气流带走。所有这些，都会加速催化剂的老化，而其中最主要的是温度 的影响，工作温度越高，老化速度越快。因此，在催化剂的活性温度范围内选择合适的反应 温度将有助于延长催化剂的寿命。但是，过低的反应温度也是不可取的，会降低反应速率。催化珠用到以上的几种金属按照一定的比例合成，使之传感器的抗酒精干 扰和使用寿命上达到最优化的效率，使用寿命达7-8年以上。传感器的工作电压为 DC2. 5V±0. 25V。本发明包括与可燃气体反应的基于纳米氧化锌催化技术、黑白件技术，外形技术， 传感检测电路，所述的传感技术的黑白件中的黑件由纳米氧化锌催化珠组成，白件由钼丝 材料组成钝化元件，外形采用小巧型结构，带有保护摸，防堵塞。检测传感电路采用惠斯顿 电桥电路，由催化珠和钝化元件和Rl，R2组成。黑色呈珠状，中间穿有一条白色小金属线， 线由钼丝材料组成的小细丝，黑元件材料材质主要由大量的氧化钯和钼金属晶体均勻的度 在纯铜上，并利用共沉积法将Cu载于Cr203载体上，提高其温度活性的稳定性，白元件由稳 定的无氧化物的钼金加度铜元件组成一个稳定的白元件，他对气体不过敏，具有与黑元件 做参照的功能。小圆型，高度8. 5匪，上半圆直径为11匪，下半圆直径为12匪，上半圆顶端 有圆型纱窗帽，做放尘功能，底端有一圆座，其中一边带有小缺口，作方向标志位，底端有4
4个接线端子，为外接线路端口，有输入和输出功能。传感器检测电路有Rl，R2，R3，R4组成， 其中R3为黑元件，即是催化珠氧化物，R4为为钝化元件，用做和R3做比较用，Rl，R2为电 阻，组成桥式惠斯顿电桥电路，其中有输入端口和输出端口 4个。当一种可燃气体到达敏感 元件的表面时，由于表面保持300 400°C的高温，所以就产生氧化反应。这种氧化反应使 得元件表面的温度上升，这个上升值比例于特殊被测气体的能量。上升的温度传到元件内 部的加热钼线圈，继而又使它的电阻增加。另一方面，由于另一元件表面没氧化所以电阻不 变。这种情况导致电桥线路的不平衡，因而获得一个信号输出。 传感器采用小巧型外壳，以方便仪器的小型化。主要分三部分，第一部分为呈圆柱 型管状，高度采用8. 5mm高，引出管脚为5. 0mm，上圆直径为11mm，下圆直接为12mm。第二部 分为底座，底座有个缺口，为方向标记位。距离缺口最近的是1，4管脚。第三部分为顶端的 纱窗帽，主要是气体入口处，检测的气体是从纱窗口进入，令一个作用是防止灰尘落入高温 的传感器内部电路中。
权利要求
一种基于纳米氧化锌的燃气探测技术，包括与可燃气体反应的基于纳米氧化锌催化技术、黑白件技术，外形技术，传感检测电路，其特征是所述的传感技术的黑白件中的黑件由纳米氧化锌催化珠组成，白件由铂丝材料组成钝化元件，外形采用小巧型结构，带有保护摸，防堵塞。检测传感电路采用惠斯顿电桥电路，由催化珠和钝化元件和R1，R2组成。
2.根据权利要求1所述基于纳米氧化锌的燃气探测技术，其特征在于所说的黑色呈 珠状，中间穿有一条白色小金属线，线由钼丝材料组成的小细丝，黑元件材料材质主要由大 量的氧化钯和钼金属晶体均勻的度在纯铜上，并利用共沉积法将Cu载于Cr203载体上，提 高其温度活性的稳定性，白元件由稳定的无氧化物的钼金加度铜元件组成一个稳定的白元 件，他对气体不过敏，具有与黑元件做参照的功能。
3.根据权利要求1所述基于纳米氧化锌的燃气探测技术，其特征在于所说的小圆型， 高度8. 5匪，上半圆直径为11匪，下半圆直径为12匪，上半圆顶端有圆型纱窗帽，做放尘功 能，底端有一圆座，其中一边带有小缺口，作方向标志位，底端有4个接线端子，为外接线路 端口，有输入和输出功能。
4.根据权利要求1所述基于纳米氧化锌的燃气探测技术，其特征在于所说的传感器检 测电路有Rl，R2，R3，R4组成，其中R3为黑元件，即是催化珠氧化物，R4为为钝化元件，用 做和R3做比较用，Rl，R2为电阻，组成桥式惠斯顿电桥电路，其中有输入端口和输出端口 4 个。
全文摘要
本发明涉及一种基于纳米氧化锌的燃气探测技术，属于传感器领域。包括与可燃气体反应的基于纳米氧化锌催化技术、黑白件技术，外形技术，传感检测电路，所述的传感技术的黑白件中的黑件由纳米氧化锌催化珠组成，白件由铂丝材料组成钝化元件，外形采用小巧型结构，带有保护摸，防堵塞。检测传感电路采用惠斯顿电桥电路，由催化珠和钝化元件和R1，R2组成。本发明既能保证准确度，又能最低限度的屏蔽掉酒精对传感器的影响。使用纳米氧化锌作为催化燃烧式气体传感器的载体，利用其氧化燃烧特性检测空气中可燃气含量，是可燃气体专用传感器，性能好、成本低。
文档编号G01N27/04GK101871905SQ20091002057
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者姜燕 申请人:威海市乐家电子科技有限公司