一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，包括直角型抽氣管和抽氣罩，直角型抽氣管與抽氣機(jī)連接，且直角型抽氣管設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的上方，抽氣罩設(shè)置在直角型抽氣管上，抽氣罩的內(nèi)部設(shè)有壓電氣體傳感器，壓電氣體傳感器和抽氣機(jī)均與控制器件連接，抽氣機(jī)通過導(dǎo)氣管與氣體凈化裝置連接，氣體凈化裝置的左部設(shè)有活性炭吸附網(wǎng)，右部設(shè)有有害氣體過濾網(wǎng)。在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，壓電氣體傳感器檢測(cè)到產(chǎn)生的微濃度的與空氣異樣的氣體，此時(shí)控制器控制抽氣機(jī)會(huì)自動(dòng)開啟進(jìn)行抽氣作業(yè)，并且把氣體輸送至氣體凈化裝置，有害氣體先后經(jīng)過活性炭吸附網(wǎng)和有害氣體過濾網(wǎng)的依次處理后，可以除去大部分的有害物質(zhì)，通過排放管安全地排出實(shí)驗(yàn)室，對(duì)化學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)環(huán)境能起到方便、有效的保護(hù)作用。
【專利說明】
一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于化學(xué)教學(xué)與科研用具開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，主要用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在化學(xué)教學(xué)和相關(guān)科學(xué)研究中，因各種原因需要反復(fù)的做大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)排放一些有毒氣體，可能會(huì)污染室內(nèi)空氣或影響老師和同學(xué)們的身體健康。目前，由于各種原因大多數(shù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的氣體轉(zhuǎn)換設(shè)備配備不全，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中只有打開窗戶將污染氣體排放室外，排放效果非常的不理想;而且沒有對(duì)有害氣體進(jìn)行處理，很難保證空氣的質(zhì)量。因此，開發(fā)新型的化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)及科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)的抽氣裝置意義重大。
[0003]常規(guī)氣體傳感器是由金屬氧化物氣敏半導(dǎo)體及加熱器件組成，其原理是根據(jù)氣體的氧化還原性在氣敏半導(dǎo)體表面得失電子的性質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)氣體含量的檢測(cè)。這類氣體傳感器需要加熱控溫裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，功耗較高，不便用現(xiàn)行的微電子工藝制作;而且由于這類氣體傳感器集成度較低，對(duì)氧化還原性較弱的大部分有害氣體很難檢測(cè)，靈敏度也較低。因此，研制易于集成和能批量生產(chǎn)、體積小、無需加熱、功耗低、可檢測(cè)多種有害氣體的新型氣體傳感器具有現(xiàn)實(shí)意義。如能將此類新型氣體傳感器用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境能起到有效的保護(hù)作用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，包括直角型抽氣管和抽氣罩，所述直角型抽氣管與抽氣機(jī)連接，且直角型抽氣管設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的上方，所述直角型抽氣管固定在墻壁上，所述抽氣罩設(shè)置在直角型抽氣管上，所述抽氣罩的內(nèi)部設(shè)有壓電氣體傳感器，所述壓電氣體傳感器和抽氣機(jī)均與控制器連接，所述抽氣機(jī)通過導(dǎo)氣管與氣體凈化裝置連接，所述氣體凈化裝置的左部設(shè)有活性炭吸附網(wǎng)，右部設(shè)有有害氣體過濾網(wǎng)，所述氣體凈化裝置的右部與排放管連接，所述排放管的排放口設(shè)于實(shí)驗(yàn)室的外部。
[0006]優(yōu)選的，所述抽氣罩設(shè)置不少于2個(gè)，且抽氣罩呈間隔等距設(shè)置。
[0007]優(yōu)選的，所述壓電氣體傳感器中的擇優(yōu)取向性鈦酸鋇薄膜上下表層具有壓電聚合物薄膜PVDF/PDMS，壓電聚合物薄膜外表面具有柔性聚合物薄膜聚酰亞胺，電極位于壓電聚合物薄膜與柔性聚合物薄膜之間。
[0008]優(yōu)選的，所述壓電氣體傳感器中，擇優(yōu)取向性鈦酸鋇薄膜厚度為0.2?20μπι，壓電聚合物薄膜PVDF/PDMS的厚度為I?ΙΟμπι，柔性聚合物薄膜聚酰亞胺的厚度為0.5?5μπι。
[0009]優(yōu)選的，所述活性炭吸附網(wǎng)設(shè)置不少于2層，且活性炭吸附網(wǎng)的網(wǎng)孔上附著有孔徑大小不一的多孔活性炭。
[0010]優(yōu)選的，所述有害過濾網(wǎng)設(shè)置為4?5層，且呈層層嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)置。
[0011]本實(shí)用新型的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn):該用于化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)及科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)的抽氣裝置，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，壓電氣體傳感器檢測(cè)到產(chǎn)生的微濃度的與空氣異樣的氣體，此時(shí)控制器控制抽氣機(jī)開啟進(jìn)行抽氣作業(yè)，并且把氣體輸送至氣體凈化裝置，有害氣體在依次經(jīng)過活性炭吸附網(wǎng)和有害氣體過濾網(wǎng)的處理下，可以除去大部分的有害物質(zhì)，接著通過排放管排出實(shí)驗(yàn)室。壓電氣體傳感器體積小，易于集成和批量生產(chǎn)，工作時(shí)無需加熱，功耗低，靈敏度高，無需專業(yè)人員操作，且可檢測(cè)多種有害氣體，為該種化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)及科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)抽氣裝置正常工作提供可靠的保證。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型中壓電氣體傳感器示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型中壓電氣體傳感器剖面示意圖。
[0015]圖中:I實(shí)驗(yàn)臺(tái)、2直角型抽氣管、3抽氣機(jī)、4抽氣罩、5壓電氣體傳感器、6控制器、7氣體凈化裝置、8排放管、9活性炭吸附網(wǎng)、10有害氣體過濾網(wǎng)、11擇優(yōu)取向性鈦酸鋇薄膜、12壓電聚合物薄膜、13柔性聚合物薄膜、14電極。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]本實(shí)用新型提供了如圖1所示的一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，包括直角型抽氣管2和抽氣罩4，所述直角型抽氣管2與抽氣機(jī)3連接，且直角型抽氣管2設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)I的上方，所述直角型抽氣管2固定在墻壁上，所述抽氣罩4設(shè)置在直角型抽氣管2上，所述抽氣罩4設(shè)置不少于2個(gè)，且抽氣罩4呈間隔等距設(shè)置，所述抽氣罩4的內(nèi)部設(shè)有壓電氣體傳感器5，所述壓電氣體傳感器5和抽氣機(jī)3均與控制器6連接，所述抽氣機(jī)3通過導(dǎo)氣管與氣體凈化裝置7連接，所述氣體凈化裝置7的左部設(shè)有活性炭吸附網(wǎng)9，右部設(shè)有有害氣體過濾網(wǎng)10，所述活性炭吸附網(wǎng)9設(shè)置不少于2層，且活性炭吸附網(wǎng)9的網(wǎng)孔上附著有孔徑大小不一的多孔活性炭，所述有害過濾網(wǎng)1設(shè)置為4-5層，且呈層層嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述氣體凈化裝置7的右部與排放管8連接，所述排放管8的排放口設(shè)于實(shí)驗(yàn)室的外部，在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，壓電氣體傳感器5檢測(cè)到產(chǎn)生的微濃度的與空氣異樣的氣體，此時(shí)控制器6控制抽氣機(jī)3自動(dòng)開啟進(jìn)行抽氣作業(yè)，并且把氣體輸送至氣體凈化裝置7，有害氣體在依次經(jīng)過活性炭吸附網(wǎng)9和有害氣體過濾網(wǎng)10的處理下，可以除去大部分的有害物質(zhì)，接著通過排放管8排出實(shí)驗(yàn)室。
[0018]本實(shí)用新型基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，其擇優(yōu)取向性鈦酸鋇薄膜11上下表層具有壓電聚合物薄膜12(PVDF/H)MS)，壓電聚合物薄膜12外表面具有柔性聚合物薄膜13聚酰亞胺，電極14位于壓電聚合物薄膜12與柔性聚合物薄膜13之間(如圖2、圖3所示)。
[0019]本實(shí)用新型壓電傳感器件的外層柔性聚合物薄膜對(duì)質(zhì)量的敏感性很高，當(dāng)傳感器周圍氣體中的相應(yīng)物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，引起壓電鈦酸鋇薄膜及壓電聚合物薄膜的頻率變化，通過電極及測(cè)頻計(jì)對(duì)頻率進(jìn)行記錄，運(yùn)用終端工作程序?qū)τ涗浗Y(jié)果進(jìn)行分析，從而達(dá)到檢測(cè)目的。鈦酸鋇薄膜厚度要適中，以便得到諧振頻率較強(qiáng)、靈敏度較高的檢測(cè)信號(hào)。應(yīng)用本實(shí)用新型聚合物壓電氣體傳感器，由于整個(gè)傳感器采用微電子機(jī)械技術(shù)加工制作，易于繼承和批量生產(chǎn)，體積小，功耗低，靈敏度高，可以方便地對(duì)不同氣體實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。
[0020]最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，包括直角型抽氣管(2)和抽氣罩(4)，其特征在于:所述直角型抽氣管(2)與抽氣機(jī)(3)連接，且直角型抽氣管(2)設(shè)置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)(I)的上方，所述直角型抽氣管(2)固定在墻壁上，所述抽氣罩(4)設(shè)置在直角型抽氣管(2)上，所述抽氣罩(4)的內(nèi)部設(shè)有壓電氣體傳感器(5)，所述壓電氣體傳感器(5)和抽氣機(jī)(3)均與控制器(6)連接，所述抽氣機(jī)(3)通過導(dǎo)氣管與氣體凈化裝置(7)連接，所述氣體凈化裝置(7)的左部設(shè)有活性炭吸附網(wǎng)(9)，右部設(shè)有有害氣體過濾網(wǎng)(10)，所述氣體凈化裝置(7)的右部與排放管(8)連接，所述排放管(8)的排放口設(shè)于實(shí)驗(yàn)室的外部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，其特征在于:所述抽氣罩(4)設(shè)置不少于2個(gè)，且抽氣罩(4)呈間隔等距設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，其特征在于:所述活性炭吸附網(wǎng)(9)設(shè)置不少于2層，且活性炭吸附網(wǎng)(9)的網(wǎng)孔上附著有孔徑大小不一的多孔活性炭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于壓電傳感的化學(xué)實(shí)驗(yàn)抽氣裝置，其特征在于:所述有害氣體過濾網(wǎng)(10)設(shè)置為4?5層，且呈層層嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)置。
【文檔編號(hào)】B01D46/00GK205613247SQ201620347992
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】胡登衛(wèi), 李佳, 牛曉梅, 陳強(qiáng), 韓銀鳳, 凡明錦, 楊得鎖, 王曉玲, 趙衛(wèi)星
【申請(qǐng)人】寶雞文理學(xué)院