用于柴油机废气的过滤器及其设备制造技术

本发明专利技术公开了用于柴油机废气的过滤器及其设备，包括设备本体；所述设备本体包括催化剂添加器、过滤器、气体检测器和过滤膜；所述催化剂添加器一共设置有3个，分别依次排列于废气入口通道上；所述过滤器排列于催化剂添加器末端；所述过滤膜设置于废气出口的通道上；所述过滤膜后接气体检测器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电装置，尤其涉及用于柴油机废气的过滤器及其设备。
技术介绍
众所周知，在核电站反应堆燃料损坏的情况下，机组内的水蒸气将与燃料棒套管中的锆发生反应产生氢气，并很有可能泄漏到反应堆安全壳内，与氧气结合后，就有可能发生爆炸。因此，亟需一种能够监测安全壳内氢气过滤后的浓度情况。
技术实现思路
本专利技术旨在提供用于柴油机废气的过滤器及其设备，以解决上述的技术问题。本专利技术的实施例中提供了用于柴油机废气的过滤器及其设备，包括设备本体；所述设备本体包括催化剂添加器、过滤器、气体检测器和过滤膜；所述催化剂添加器一共设置有3个，分别依次排列于废气入口通道上；所述过滤器排列于催化剂添加器末端；所述过滤膜设置于废气出口的通道上；所述过滤膜后接气体检测器。本专利技术的上述实施例提供的用于柴油机废气的过滤器及其设备结构设置合理，从而解决了上述技术问题。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1是本专利技术的结构示意图。图2是根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的气体检测器的结构示意图。图3根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的敏感模块的结构示意图。图4是根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的敏感模块的制备工艺流程框图。其中：1-硅片，2-氮化硅层，3-Cr膜层，4-PANI膜，5-Ni膜，6-HKUST-1膜，7-BSP膜，8-废气入口，9、11、12-催化剂添加器，10-敏感模块，13-过滤器，14-气体检测器，15-废气出口，16-过滤膜，20-数据读取模块。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专利技术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、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。随着经济的快速发展和工业生产的扩大，不仅在工业制造生产过程中会产生各种各样的废气，在制成的各种器械在使用过程中也会产生各种气体，这些气体的产生不仅会影响仪器本身的使用，而且会成为环境污染的潜在威胁。因此，有必要找寻一种可以监测各种器械在使用过程中产生的气体的设备，又可以及时反馈监测到气体数据的气体传感器。常规的检测气体的方法是在现场采集气体，存储于洁净的采样设备中，然后送至实验室，采用各种仪器，例如GC、GC/MS或LC/MS等检测气体中的成分以及定量等问题，然而，上述检测方法不仅需要大量的采样人员进行现场采样，耗费了大量的人力物力，而且在样品运输过程中，经常存在被污染的问题，送至实验室的气体样品根本不能反应器械存在的问题，或不能监测其对环境功能的危害性。在已有的报道中，已经存在采用无机膜材料制成气体检测传感器来检测气体，但是上述气体传感器存在以下问题：采用的膜材料使用寿命短，而且在环境中湿度较大的时候，容易失灵，不能很好的发挥其功效。因此，亟需找到一种既能可大范围对水分子敏感，又能及时监测和分离被测目标气体情况的材料。金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子或者金属簇通过配位键的成键方式与一些有机配体结合形成的，由于金属离子或者有机配体的不同，可以展现出多种拓扑结构。MOFs自身具有孔径大小可调、比表面积高等优点，其在气液分离、催化、光、电、气体传感等方面都有潜在应用价值。其中HKUST-1是一种典型的金属有机骨架材料，其对氢气非常敏感，当其与氢气接触时，HKUST-1的骨架柔性会由于孔道内吸入不同的客体分子而发生变化，这种变化又会引起其单胞的变化，而单胞的变化最终会导致HKUST-1膜电阻的改变，通过测量电阻可以灵敏的反应待测氢气的浓度变化。本专利技术基于电阻型HKUST-1膜材料，设计氢气传感器，采用Cr膜作为敏感模块的叉指电极层，Ni膜作为HKUST-1成膜的催化剂。结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。应用场景1图1是根据一示例性实施例示出的用于柴油机废气的过滤器及其设备的结构示意图，如图1所示，包括设备本体；所述设备本体包括催化剂添加器9、11、12、过滤器13、气体检测器14和过滤膜16；所述催化剂添加器9、11、12一共设置有3个，分别依次排列于废气入口8通道上；所述过滤器13排列于催化剂添加器12额末端；所述过滤膜16设置于废气出口15的通道上；所述过滤膜16后接气体检测器14。本专利技术的上述实施例提供的用于柴油机废气的过滤器及其设备结构设置合理，从而解决了上述技术问题。优选地，所述气体检测器14设置有2个。优选地所述气体检测器14之间的距离为50～100cm。优选地，所述过滤膜16为颗粒物过滤膜。优选地，所述颗粒物过滤膜的粒径大小为10～15μm。图2是根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的气体检测器14的结构示意图。如图2所示，所述气体检测器14包括敏感模块10和数据读取模块20，所述敏感模块10放置在中空结构带有透气孔的外壳中。图3根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的敏感模块的结构示意图，如图3所示，该敏感模块10包括硅片衬底、PANI膜4、Ni膜5、HKUST-1膜6和BSP膜7；所述硅片衬底包括硅片1、氮化硅膜2和Cr膜层3，氮化硅膜2用作绝缘层，Cr膜层3用作叉指电极层；所述Ni膜5采用磁控溅射法制备，厚度为10nm；所述HKUST-1膜6的厚度约为2～60μm；所述Cr膜层3与数据读取模块20导电连接。图4是根据一示例性实施例示出的本专利技术采用的敏感模块的制备工艺流程框图，如图4所示，所述敏感模块10的制作包括如下步骤：步骤一，制备硅片衬底：取N型硅片，裁剪尺寸为5cm×1cm，依次经过丙酮、乙醇、去离子水超声清洗，超声时间为30min，然后用氮气枪吹干；将清洗过的硅片放入PECVD设备，沉积一层氮化硅薄膜，厚度约200nm；将硅片清洗，旋涂一层光刻胶，光刻胶参数为低速900rpm旋涂13s，高速4500rpm旋涂50s；然后覆盖叉指电极掩模版，曝光7s，显影65s；放入磁控溅射仪中，磁控溅射Cr膜，作为叉指电极层，厚度为500nm，随后清洗掉硅片表面光刻胶；步骤二，制备微腔：将经步骤一处理的硅片衬底，先用75％乙醇溶液将其表面擦拭干净，采用火焰加热法，将硅片衬底置于火焰上，从一端开始，每间隔1cm拉制一次，以形成2个锥状的微腔；微腔结构增强了敏感模块的灵敏度，进而该检测设备的检测能力得到增强，使其对氢气的吸附能力极强；步骤三，制备PANI膜：取一定量的聚苯胺溶解在二甲基甲酰胺中形成饱和溶液，采用旋涂-提拉法将饱和溶液旋涂到经步骤二处理过的硅片衬底的表面，旋涂的速度为3000rpm，旋涂10s，然后在100℃的烘箱中干燥过夜，在硅片衬底表面得到PANI膜；采用的气体感测模块由于基于电阻型的金属有机骨架材料，且金属有机骨架材料成膜于聚苯胺膜上，由于聚苯胺具有强烈的导电性，因此，进一步增强了气体感测模本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于柴油机废气的过滤器及其设备，其特征在于，包括设备本体；所述设备本体包括催化剂添加器、过滤器、气体检测器和过滤膜；所述催化剂添加器一共设置有3个，分别依次排列于废气入口通道上；所述过滤器排列于催化剂添加器末端；所述过滤膜设置于废气出口的通道上；所述过滤膜后接气体检测器。

【技术特征摘要】
1.用于柴油机废气的过滤器及其设备，其特征在于，包括设备本体；所述设备本体包括催化剂添加器、过滤器、气体检测器和过滤膜；所述催化剂添加器一共设置有3个，分别依次排列于废气入口通道上；所述过滤器排列于催化剂添加器末端；所述过滤膜设置于废气出口的通道上；所述过滤膜后接气体检测器。2.根据权利要求1所述的用于柴油机废气的过滤器及其设备，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，
申请(专利权)人：杨林，
类型：发明
国别省市：浙江;33