[发明专利]一种具有防腐性能的甲烷气体传感器

权利要求书

1.一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，包括壳体，壳体包括位于上部的第一壳体和位于下部的第二壳体，第一壳体和第二壳体之间可拆卸连接；壳体内设置有甲烷气体检测器和主控电路板，甲烷气体检测器和主控电路板连接，甲烷气体检测器的连接线路穿过第一壳体连接至第二壳体；第一壳体上设置有显示屏、报警器，显示屏与报警器连接至主控电路板，其特征在于，第一壳体的侧壁上安装有手柄，第一壳体的顶部设置有气体分散室，气体分散室内部设置有气体分散过滤膜，气体分散室连接有气体入口，气体入口处填充有使气体通过但防水的膜；所述气体分散室下方为气体检测室；第一壳体和第二壳体上分别涂刷有防腐抗菌膜和防寒抗冻膜，防寒抗冻膜涂刷于防腐抗菌膜上方。

2.根据权利要求1所述的一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，其特征在于，所述气体检测室包括第一梯度浓度甲烷气体检测室和第二梯度浓度甲烷气体检测室，不同梯度的甲烷气体进入气体检测室与甲烷气体检测器反应并输出相应梯度的电信号，对应于预设的梯度浓度甲烷气体进入不同的梯度浓度甲烷气体检测室检测。

3.根据权利要求1所述的一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，其特征在于，所述手柄与第一壳体之间通过螺栓或者粘胶连接，所述把手为聚乙烯材料或金属材料制成；所述把手上安装有防滑套。

4.根据权利要求1所述的一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，其特征在于，所述甲烷气体传感器的第一壳体和第二壳体表面涂覆的防腐抗菌膜采用碳基抗菌薄膜，所涂覆的防寒抗冻膜和碳基抗菌薄膜构成防护功能膜，并采用旋转涂覆法涂覆于所述第一壳体和第二壳体的表面，且所述碳基抗菌薄膜和防寒抗冻薄膜交替涂覆3次；述碳基抗菌薄膜和防寒抗冻薄膜的界面经过氧化溶液处理；所述防寒抗冻薄膜中含有正丙醇作为抗冻剂。

5.根据权利要求4所述的一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，其特征在于，所述防护功能膜通过以下方法制备而成：

第一、制备酚醛树脂(PF)：水浴锅加热至40～45℃，12g羟基苯于水浴锅中加热融化，氢氧化钾(25wt％)滴加入羟基苯溶液中，超声分散35min，制得羟基苯溶液；将20wt％的福尔马林溶液滴加入羟基苯溶液中，磁力搅拌器上加热搅拌，其中，搅拌条件为80℃、20min，制得福尔马林-羟基苯混合溶液，将福尔马林-羟基苯混合溶液置于冰水浴中30min冷却至0℃，缓慢滴加0.1mol/L HNO3-HCl溶液调节pH值为6.8，负压为0.1MPa～0.5MPa、温度为50～65℃的真空条件下1小时，即得；

第二、介孔碳溶液，于80ml无水乙醇中加入1.4g三嵌段共聚物F127和2.0g PF，室温下置于振荡器上震荡30min，震荡后置于真空干燥箱中10min，真空箱的条件为：室温、压力30KPa～50KPa；

第三、抗菌溶液，1.8gε-PL(C₁₈₀H₃₆₂N₆₀O₃₁)中依次加入80ml超纯水、2％(w/v)丙三醇10ml和2％(w/v)聚乙烯醇10ml，电磁搅拌器上60℃搅拌1h；

第四、防寒抗冻溶液，于步骤三制得的抗菌溶液中按照体积按照1:5的比例加入20ml正丙醇，50℃水浴锅中搅拌5min，调节水浴锅温度至90℃并保温2h；

第五、涂覆碳基抗菌薄膜，方法如下：

(1)将步骤二中制得的介孔碳溶液真空脱气1h后取50ml，采用旋转涂覆法涂覆于第一壳体和第二壳体的表面，其中，真空压力为20KPa～50KPa，滴胶方法为中低速-高速-低速的方法进行，中低速滴胶转速为200～400rpm/s、匀胶时间为60s，高速滴胶转速为800～1000rpm/s、匀胶时间为30s，低速滴胶转速为100～200rpm/s、匀胶时间为20s，反复滴胶和匀胶3～5次；

(2)将涂覆好的壳体放入烘箱中过夜，烘箱温度为100～150℃，后置于真空箱中负压2h，真空箱的压力范围为1±0.05MPa；

(3)将经步骤(2)处理的涂覆有薄膜的壳体在N₂氛围的管式炉中进行热处理，热处理采用的温度为低温-高温模式，其中低温400℃保温4h，高温800℃保温1h；

第五、氧化处理，按照5:1:2的摩尔比称取苯胺、过硫酸铵、磷酸，依次加入到C₂H₅OH溶液中，1000rpm/min搅拌2h，形成均匀氧化溶液，将涂覆有碳基抗菌薄膜的壳体浸入上述氧化溶液中静置20min，取出用氮气枪吹干；

第六、涂覆防寒抗冻薄膜，将步骤四中制得的防寒抗冻溶液真空脱气1h后取20ml，真空压力为20KPa～50KPa，采用旋转涂覆法涂覆于经步骤五处理的壳体表面，滴胶采用300rpm/s转速，匀胶2min；将壳体置于50～90℃的真空干燥箱中干燥20～30h，真空箱的压力为20KPa～50Kpa，然后重复步骤五和步骤六两次。

6.根据权利要求1～5任一所述的一种具有防腐性能的甲烷气体传感器，其特征在于，所述碳基抗菌薄膜的厚度为0.2～0.8mm；防寒抗冻薄膜的厚度为0.035～0.45mm。