[发明专利]一种能够快速、准确检测环境湿度的装置

权利要求书

1.一种能够快速、准确检测环境湿度的装置，该装置为湿度传感器，所述湿度传感器为旁热式结构，包括：氧化铝陶瓷管、涂覆在陶瓷管表面的敏感材料层、穿过陶瓷管的加热线圈，在陶瓷管两端设有金电极；其特征在于，所述敏感材料层包括设于陶瓷管表面的敏感材料Ⅰ、设于敏感材料Ⅰ表面的敏感材料Ⅱ，所述敏感材料Ⅰ为ZnO纳米颗粒，所述敏感材料Ⅱ为Fe₂O₃/石墨烯纳米纤维;

所述敏感材料Ⅰ为ZnO纳米颗粒，所述ZnO纳米颗粒粒径为10nm，厚度为0.5～0.7mm;

所述敏感材料Ⅰ的制备过程为：

步骤1，向92ml异丙醇溶液中加入0.1mmol乙酸锌，然后在55℃条件下超声振荡2h，使乙酸锌溶解充分，随后将该溶液迅速转移至0℃环境中静置；

步骤2，量取8ml 0.02M的氢氧化钠溶液，逐滴加入到上述乙酸锌溶液中，超声振荡3h，得到透明的ZnO溶胶；

步骤3，将上述ZnO溶胶旋涂在陶瓷管表面，在转速为1000r/min下，匀胶18s，每次旋涂后，将陶瓷管在220℃下热处理12min，重复数次，得到合适厚度的ZnO纳米颗粒;

所述敏感材料Ⅱ为Fe₂O₃/石墨烯纳米纤维，所述Fe₂O₃/石墨烯纳米纤维采用静电纺丝法制备，其平均直径为400nm，Fe₂O₃与石墨烯的质量比为9:2;

所述敏感材料Ⅱ厚度为0.5～0.7mm。

2.根据权利要求1所述的一种能够快速、准确检测环境湿度的装置，其特征在于，所述Fe₂O₃/石墨烯纳米纤维的制备过程为：

步骤1，配置8.7wt.％质量含量的聚乙烯醇水溶液50ml，然后向聚乙烯醇水溶液中加入2.7g硝酸铁和0.6g石墨烯，继续搅拌4h，得混合溶液a；

步骤2，将上述混合溶液a装入喷丝管中，使用铜丝作为正极，铝箔作为接收板的负极，进行静电纺丝时所施加的电压为18kV，喷丝头与接收板之间的距离为21.7cm，进行静电纺丝，得到复合纤维，将所得复合纤维纤维放入真空干燥箱内烘干备用；

步骤3，将上述烘干的复合纤维放入研钵中，滴加少量的去离子水，研磨1h后，得到浆状物，将该浆状物涂覆在陶瓷管ZnO纳米颗粒表面，然后将该陶瓷管放到高温电阻炉中在空气气氛下烧结，在800℃下煅烧5h，以去除高分子聚乙烯醇，自然冷却，在陶瓷管ZnO纳米颗粒表面得到Fe₂O₃/石墨烯纳米纤维。