【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管道领域,更具体涉及一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道。
技术介绍
管道是用管子、管子联接件和阀门等联接而成的用于输送气体、液体等的装置,煤气管道,是用于运输煤气的管道。然而,现有煤气管道一般不具有检测其周边环境中水蒸气的能力。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
存在的问题,提供一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道,其特征在于,所述煤气管道的外部安装有湿敏传感器模块,由于煤气管道一般输送天然气等可燃、易爆性气体,煤气管道的放置地点不可避免会受到水蒸气的影响,严重者会导致管道腐蚀、泄露,该湿敏传感器模块能够检测煤气管道周边水汽浓度,进而增加其安全系数。该湿敏传感器模块包括从下到上依次布设的重掺杂硅片、紧贴重掺杂硅片的SiO2层、碳纳米管层、位于SiO2层间的下电极和位于碳纳米管层上的上电极,所述碳纳米管层生长于SiO2层上;所述下电极上有金属薄膜,所述金属薄膜从内到外依次为具有黏附性的Cr层、导电导热的Cu层和作为电极层的Au层,所述Cr层、Cu层和Au层的厚度依次为70nm、280nm和300nm;所述碳纳米管层采用催化剂和/或光刻法实现其定域生长,生长后的所述碳纳米管层采用等离子体使其产生羟基修饰,碳纳米管层在等离子体羟基修饰之前经过了加入微量钨粉的醋酸和双氧水混合溶液的处理;所述金属薄膜的表面紧贴有感测细菌生长的细菌酶膜 ...
【技术保护点】
一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道,其特征在于,所述煤气管道的外部安装有湿敏传感器模块,该湿敏传感器模块包括从下到上依次布设的重掺杂硅片(1)、紧贴重掺杂硅片(1)的SiO2层(2)、碳纳米管层(4)、位于SiO2层(2)间的下电极(3)和位于碳纳米管层(4)上的上电极(5),所述碳纳米管层(4)生长于SiO2层(2)上;所述下电极(3)为金属薄膜,所述金属薄膜从内到外依次为具有黏附性的Cr层、导电导热的Cu层和作为电极层的Au层,所述Cr层、Cu层和Au层的厚度依次为70nm、280nm和300nm;所述碳纳米管层(4)采用催化剂和/或光刻法实现其定域生长,生长后的所述碳纳米管层(4)采用等离子体使其产生羟基修饰,碳纳米管层(4)在等离子体羟基修饰之前经过了加入微量钨粉的醋酸和双氧水混合溶液的处理;所述金属薄膜的表面紧贴有感测细菌生长的细菌酶膜层,该细菌酶膜层与金属薄膜一起形成感测水分的细菌湿敏感测器;所述下电极(3)和上电极(5)上连接有一个用于和客户端通信连接的微控处理器。
【技术特征摘要】
1.一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道,其特征在于,所述煤气管道的外部安装有
湿敏传感器模块,该湿敏传感器模块包括从下到上依次布设的重掺杂硅片(1)、紧贴重掺杂
硅片(1)的SiO2层(2)、碳纳米管层(4)、位于SiO2层(2)间的下电极(3)和位于碳纳
米管层(4)上的上电极(5),所述碳纳米管层(4)生长于SiO2层(2)上;所述下电极(3)
为金属薄膜,所述金属薄膜从内到外依次为具有黏附性的Cr层、导电导热的Cu层和作为电
极层的Au层,所述Cr层、Cu层和Au层的厚度依次为70nm、280nm和300nm;所述碳
纳米管层(4)采用催化剂和/或光刻法实现其定域生长,生长后的所述碳纳米管层(4)采用
等离子体使其产生羟基修饰,碳纳米管层(4)在等离子体羟基修饰之前经过了加入微量钨粉
的醋酸和双氧水混合溶液的处理;所述金属薄膜的表面紧贴有感测细菌生长的细菌酶膜层,
该细菌酶膜层与金属薄膜一起形成感测水分的细菌湿敏感测器;所述下电极(3)和上电极(5)
上连接有一个用于和客户端通信连接的微控处理器。
2.根据权利要求1所述的一种带有高灵敏湿度检测装置的煤气管道,其特征在于,所述
湿敏传感器的制作包括以下步骤:
S1:SiO2层制作:取所述重掺杂硅片(1),将其放入管式炉中,按照10℃/min的速率
升温到500℃,保温12h,然后自然冷却至室温,即可在重掺杂硅片(1)表面形成SiO2层
(2);
S2:下电极制作:将步骤(1)中制得的有SiO2层(2)的重掺杂硅片(1)依次使用丙酮、
乙醇、去离子水清洗15min后烘干,在其表面旋涂光刻胶,使用下电极掩模版对其曝光,120℃
烘干2min后显影、烘干,在CHF3气氛下干法刻蚀SiO2层(2),刻蚀30min,将刻蚀SiO2层(2)清洗后的重掺杂硅片(1)放入磁控溅射仪中,在低于1.5×10-3pa真空下依次磁控溅
射Cr层、Cu层和Au层;将磁控溅射好Cr层、Cu层和Au层的下电极(1)表面固定上细
菌酶膜,然后清洗光刻胶;所述重掺杂硅片(1)的尺寸大小为2cm×2cm;
S3:气喷催化剂薄膜,步骤如下:
a.使用Fe/Ni纳米粒子作为碳纳米管(4)生长的催化剂,首先,对带有下电极(3)的重
掺杂硅片(1)旋涂光刻胶,采用催化剂的定域掩模版对其进行曝光,然后经过显影,清洗备
用;
b.配制催化剂Fe/Ni的分散液:分别称取200mg、50mg的Fe纳米粒子和Ni纳米粒子,
将其加入60ml的98%H2SO4和40ml的69%的HNO3混合溶液中,在80℃水浴中超声3
h,然后用...
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