一种家用一氧化碳检测装置的制作方法

本发明涉及一种气体检测装置，特别是涉及一种家庭用一氧化碳检测装置。

背景技术：

一氧化碳在空气中含量浓度达到0.01%时，人如果长期生活或工作，会发生慢性中毒，含量达0.048%时，1小时就可出现轻微中毒，达到0.4%时，可致人死亡，达4.1%时，呼吸几口就失去知觉，达12.5~75%时，具有爆炸性，家庭里用热水器洗澡、用天然气做饭等都有可能产生一氧化碳，所以监测环境中的一氧化碳含量有非常重要的意义，可在浴室、厨房等地配备一氧化碳检测装置。目前常用的检测装置依托的敏感材料主要有金属氧化物半导体，如sno2，tio2，电化学电极催化等，这类传感器结构复杂。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种结构简单的用于家庭的一氧化碳检测装置。

一种一氧化碳检测装置，其特征在于，包括一氧化碳感应电阻、常规电阻、警报器、加热片、控制电路、供电电源、开关、外壳。

更进一步，所述一氧化碳感应电阻包括基片及分别形成于所述基片两个相对侧面的两个感应层，所述基片包括绝缘片以及在绝缘片两侧的金属极耳。

更进一步，所述报警器包括警示灯、蜂鸣器中的一种或其组合。

更进一步，所述报警器可以安装在装置外壳上，也可以通过电线延长到装置外壳以外的任意位置，以便监控。

更进一步，所述加热片包括电热陶瓷片、电热丝中的一种，主要用于烘烤感应电阻，以使电阻处于干燥环境。

更进一步，所述加热片的温度范围为50~80摄氏度。

更进一步，所述供电电源为直流电源或交流电源中的一种。

更进一步，所述硼掺杂石墨烯中硼的质量百分比为0.5%~8%。

更进一步，所述感应层的厚度为1μm~5μm。

所述一氧化碳感应电阻的制备方法，包括如下步骤：

将氧化石墨、掺杂材料加入水中，超声分散形成含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液，其中，所述掺杂材料选择硼酸；

将所述含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液在80℃~100℃下烘干，得到负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯；

将所述负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯放置在以下环境：通入保护性气体、温度为400℃~550℃、射频功率为0.1~10w，保温20min~60min，随后关闭射频，并以2~10℃/s的冷却速度降温至50℃以下，得到掺杂石墨烯，所述掺杂石墨烯为硼掺杂石墨烯；

将所述掺杂石墨烯与氧化石墨烯混合成浆料；

将所述浆料涂敷在基片的两个相对的侧面形成感应层，其中，所述基片的材料为金属导电材料，在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯与所述掺杂材料的质量比为10：1~40：1。

在其中一个实施例中，所述感应层浆料的厚度为1μm~5μm，基片厚度为1~5mm。

在其中一个实施例中，所述浆料中所述掺杂石墨烯兑水后的的浓度为0.5g/ml~5.0g/ml。

上述感应电阻通过在基片上设置感应层，结构较为简单，基片的材料中为常见的绝缘材料，感应层的材料选自硼掺杂石墨烯，硼掺杂石墨烯为n型石墨烯，n型石墨烯与氧化石墨烯混合后，不同深度的空穴浓度不同，掺杂石墨烯吸附一氧化碳后会导致电导率的变化，且感应电阻的灵敏度较高；上述感应电阻的制备方法较为简单；上述感应电阻通过测试后能检测特定浓度的一氧化碳。

本发明的有益效果是装置可用于检测特定含量的一氧化碳，感应电阻制备工艺简单，检测结果准确，原料易得，装置结构简单稳定，整体成本低，制造容易，有利于市场推广。

附图说明

图1为一实施方式的检测装置的结构示意图。

图2为一实施方式的控制电路图。

图3为一实施方式中感应电阻基片的示意图。

图4为一实施方式中感应电阻的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

如图1所示，检测装置结构示意图可以看到外壳100以及外壳上的孔110、开关120及警示灯130，图2展示了感应电阻rco，常规电阻r1、r2、r3、r4、r5、供电电源e、加热片h、警示灯l以及开关k，图3所示为包含两边极耳以及绝缘片的感应电阻基片，图4是在基片上涂布了感应层浆料的感应电阻，包括感应层200，其上层为第一感应层，下层为第二感应层，绝缘片210以及极耳220。

本实施方式中绝缘片210的尺寸为30mm*10mm*3mm。需要说明的是，绝缘片210的尺寸也可以为其他数值。

感应层200分别形成于绝缘片210的两个相对的侧面。本实施方式中，感应层200的厚度为1μm~5μm。

一种一氧化碳检测装置，其特征在于，包括一氧化碳感应电阻rco、常规电阻r1、r2、r3、r4、r5、警报器l、加热片h、控制电路、供电电源e、开关k、外壳110。

更进一步，所述一氧化碳感应电阻包括基片及分别形成于所述基片两个相对侧面的两个感应层，所述基片包括绝缘片210以及在绝缘片两侧的金属极耳220。

更进一步，所述报警器包括警示灯、蜂鸣器中的一种或其组合。

更进一步，所述报警器可以安装在装置外壳上，也可以通过电线延长到装置外壳以外的任意位置，以便监控。

更进一步，所述加热片包括电热陶瓷片、电热丝中的一种，主要用于烘烤感应电阻，以使电阻处于干燥环境。

更进一步，所述加热片的温度范围为50~80摄氏度。

更进一步，所述供电电源为直流电源或交流电源中的一种。

在其中一个实施例中，所述硼掺杂石墨烯中硼的质量百分比为0.5%~8%。

在其中一个实施例中，所述感应层的厚度为1μm~5μm。

一种一氧化碳感应电阻的制备方法，包括如下步骤：

将氧化石墨、掺杂材料加入水中，超声分散形成含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液，其中，所述掺杂材料选择硼酸；

将所述含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液在80℃~100℃下烘干，得到负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯；

将所述负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯放置在以下环境：通入保护性气体、温度为400℃~550℃、射频功率为0.1~10w，保温20min~60min，随后关闭射频，并以2~10℃/s的冷却速度降温至50℃以下，得到掺杂石墨烯，所述掺杂石墨烯为硼掺杂石墨烯；

将所述掺杂石墨烯与氧化石墨烯混合成浆料；

将所述浆料涂敷在基片的两个相对的侧面形成感应层，其中，所述基片的材料为金属导电材料，在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯与所述掺杂材料的质量比为10：1~40：1。

在其中一个实施例中，所述感应层浆料的厚度为1μm~5μm，基片厚度为1~5mm。

在其中一个实施例中，所述浆料中所述掺杂石墨烯兑水后的的浓度为0.5g/ml~5.0g/ml。

上述感应电阻通过在基片上设置感应层，结构较为简单，基片的材料中为常见的绝缘材料，感应层的材料选自硼掺杂石墨烯，硼掺杂石墨烯为n型石墨烯，n型石墨烯与氧化石墨烯混合后，不同深度的空穴浓度不同，掺杂石墨烯吸附一氧化碳后会导致电导率的变化，且感应电阻的灵敏度较高；上述感应电阻的制备方法较为简单；上述感应电阻通过测试后能检测特定浓度的一氧化碳。

以下结合具体实施例来进一步说明。

实施例1

如图1所示，一氧化碳检测装置结构示意图可以看到外壳100以及外壳上的孔110、开关120及警示灯130，其内部控制电路图如图2所示，包括了一氧化碳感应电阻rco，常规电阻r1、r2、r3、r4、r5、供电电源e、加热片h、警示灯l以及开关k。

优选的，所述一氧化碳感应电阻包括基片及分别形成于所述基片两个相对侧面的两个感应层，所述基片包括绝缘片210以及在绝缘片两侧的金属极耳220。其中绝缘片210的尺寸为30mm*10mm*3mm，极耳220为尺寸3mm*3mm*1mm的紫铜片，感应层200的厚度为3μm。

优选的，所述报警器为警示灯，警示灯安装在装置外壳上。

优选的，所述加热片为电热陶瓷片，主要用于烘烤感应电阻，以使电阻处于干燥环境。

优选的，所述加热片的温度范围为60摄氏度。

优选的，所述供电电源为直流电源。

优选的，所述硼掺杂石墨烯中硼的质量百分比为2%。

优选的，所述感应层的厚度为3μm。

所述一氧化碳感应电阻的制备方法，包括如下步骤：

将氧化石墨、掺杂材料加入水中，超声分散形成含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液，其中，所述掺杂材料选择硼酸；

将所述含有氧化石墨烯及掺杂材料的悬浮液在80℃下烘干，得到负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯；

将所述负载有所述掺杂材料的氧化石墨烯放置在以下环境：通入氮气、温度为450℃、射频功率为5w，保温60min后关闭射频，并以5℃/s的冷却速度降温至30℃，得到掺杂石墨烯，所述掺杂石墨烯为硼掺杂石墨烯；

将所述掺杂石墨烯与氧化石墨烯混合成浆料；

将所述浆料涂敷在基片的两个相对的侧面形成感应层，其中，所述基片的材料为绝缘材料，所述氧化石墨烯与所述掺杂材料的质量比为25：1。

所述感应层浆料的厚度为3μm，基片厚度为3mm。

所述浆料中所述掺杂石墨烯兑水后的的浓度为2.0g/ml。

按此方法制备的一氧化碳感应电阻可用于测试浓度为0.048%的一氧化碳，此时rco的阻值为18.580kω，r1=r2=r3=rco=18.580kω,r4=200kω,r5=500ω，供电电源e为9v，当rco吸附空气中浓度为0.048%的一氧化碳时，电桥电路开始失衡，警示灯有电池通过而被点亮，即警示此时一氧化碳浓度为0.048%。

本发明的优点是装置可用于检测特定含量的一氧化碳，感应电阻制备工艺简单，检测结果准确，原料易得，装置结构简单稳定，整体成本低，制造容易，有利于市场推广。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。