本發(fā)明涉及氣體預(yù)警裝置，特別是涉及一種氫氣預(yù)警裝置。

背景技術(shù)：

氫氣是世界上已知的最輕的氣體，且氫氣具有可燃性及還原性，從而在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)及航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而，氫氣擴(kuò)散速度較快，在高溫高壓的環(huán)境下，氫氣甚至可以穿透很厚的鋼板。氫氣在空氣中含量為4%~75%時(shí)，遇明火即爆炸，所以在采礦、采煤等行業(yè)需時(shí)刻檢測(cè)空氣中的氫氣含量。

目前常用的感應(yīng)電阻主要由金屬氧化物半導(dǎo)體制備，如sno2，zno等，這類材料敏感度較低，響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種方便快捷的氫氣警報(bào)裝置。

一種氫氣檢測(cè)裝置，其特征在于包括氫氣感應(yīng)電阻、定值電阻、控制電路、供電電源、加熱板、警報(bào)器、繼電器、外殼及開關(guān)按鈕。

更進(jìn)一步的，所述感應(yīng)電阻是由鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料制成，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。

更進(jìn)一步，所述控制電路用于控制警報(bào)裝置。

更進(jìn)一步，所述供電電源用于給控制電路提供電源，所述供電電源為直流電源或交流電源中的一種。

更進(jìn)一步，所述加熱板為電熱陶瓷片，用于烘烤感應(yīng)電阻，以使電阻處于干燥環(huán)境，所述加熱板的溫度范圍為60~100攝氏度。

更進(jìn)一步，所述警報(bào)器包括警示燈、蜂鳴器中的一種或其組合。

更進(jìn)一步，所述警報(bào)器可以安裝在裝置外殼上，也可以通過(guò)電線延長(zhǎng)到裝置外殼以外的任意位置，以便監(jiān)控。

更進(jìn)一步，所述繼電器用于控制警報(bào)器。

更進(jìn)一步，所述開關(guān)按鈕用于控制警報(bào)裝置。

所述感應(yīng)電阻的材料為鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。上述感應(yīng)電阻中含有鈀，且鈀吸附氫氣后會(huì)引起電導(dǎo)率的變化，從而可以將感應(yīng)電阻應(yīng)用于傳感器中以檢測(cè)氫氣的濃度。

所述感應(yīng)電阻的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨及硝酸鈀加入水中，超聲分散形成懸浮液；

將所述懸浮液在40℃~60℃下烘干，得到負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯；

在保護(hù)氣體氣氛往反應(yīng)室通氣30min~60min，然后將所述負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯以2~10℃/s的速度升溫至500℃~700℃，并保持30min~60min，并同時(shí)啟動(dòng)微波照射，功率為50~200w，冷卻后得到鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料；

將所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料經(jīng)研磨、壓制成柱狀或方狀，并在柱子兩端接上導(dǎo)線，即得到所述感應(yīng)電阻，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化石墨與硝酸鈀的質(zhì)量比為15~50:1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化石墨與水的固液比為1~5g：1l。

上述感應(yīng)電阻中含有鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料，且鈀吸附氫氣后會(huì)引起電導(dǎo)率的變化，從而可以將感應(yīng)電阻應(yīng)用于傳感器中以檢測(cè)氫氣的濃度；由于石墨烯為片層結(jié)構(gòu)，鈀均勻的分散在石墨烯與氧化石墨的片層之間，從而使得感應(yīng)電阻的靈敏度較高；

本發(fā)明的有益效果是：裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原料及生產(chǎn)成本低，通過(guò)繼電器來(lái)控制警報(bào)器不會(huì)引發(fā)安全問(wèn)題，可在氫氣環(huán)境下使用。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施方式的警報(bào)裝置示意圖。

圖2為一實(shí)施方式中的控制電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。

一種氫氣檢測(cè)裝置，其特征在于包括氫氣感應(yīng)電阻、定值電阻、控制電路、供電電源、加熱板、警報(bào)器、繼電器、外殼及開關(guān)按鈕。如圖1所示，所述外殼100開有透氣孔110，所述開關(guān)按鍵300安裝在外殼一側(cè)，所述警報(bào)器200通過(guò)電線引出來(lái)，不安裝在外殼上，所述控制電路布置在外殼內(nèi)部。如圖2所示為控制電路布線結(jié)構(gòu)示意圖，其中r1、r2、r3、r4、r5為定值電阻，rh2為氫氣感應(yīng)電阻，h為電熱板，l為警示燈，ka為電磁繼電器，e為供電電源，k為開關(guān)。電磁繼電器與警示燈相連，用于控制警示燈，當(dāng)感應(yīng)電阻吸附氫氣導(dǎo)致電阻改變，從而使電橋電路失去平衡，當(dāng)電壓達(dá)到繼電器工作電壓時(shí)，接通繼電器與警示燈支路，從而發(fā)出警報(bào)。

更進(jìn)一步的，所述感應(yīng)電阻是由鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料制成，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。

更進(jìn)一步，所述控制電路用于控制檢測(cè)裝置。

更進(jìn)一步，所述供電電源用于給控制電路提供電源，所述供電電源為直流電源或交流電源中的一種。

更進(jìn)一步，所述加熱板為電熱陶瓷片，安裝在感應(yīng)電阻下面，用于烘烤感應(yīng)電阻，以使電阻處于干燥環(huán)境，所述加熱板的溫度范圍為60~100攝氏度。

更進(jìn)一步，所述警報(bào)器包括警示燈、蜂鳴器中的一種或其組合。

更進(jìn)一步，所述警報(bào)器可以安裝在裝置外殼上，也可以通過(guò)電線延長(zhǎng)到裝置外殼以外的任意位置，以便監(jiān)控。

更進(jìn)一步，所述繼電器用于控制警報(bào)器。

更進(jìn)一步，所述開關(guān)按鈕用于控制檢測(cè)裝置。

所述感應(yīng)電阻的材料為鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。上述感應(yīng)電阻中含有鈀，且鈀吸附氫氣后會(huì)引起電導(dǎo)率的變化，從而可以將感應(yīng)電阻應(yīng)用于傳感器中以檢測(cè)氫氣的濃度。

所述感應(yīng)電阻的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨及硝酸鈀加入水中，超聲分散形成懸浮液；

將所述懸浮液在40℃~60℃下烘干，得到負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯；

在保護(hù)氣體氣氛往反應(yīng)室通氣30min~60min，然后將所述負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯以2~10℃/s的速度升溫至500℃~700℃，并保持30min~60min，并同時(shí)啟動(dòng)微波照射，功率為50~200w，冷卻后得到鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料；

將所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料經(jīng)研磨、壓制成柱狀或方狀，并在柱子兩端接上導(dǎo)線，即得到所述感應(yīng)電阻，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：5~30：10~100。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化石墨與硝酸鈀的質(zhì)量比為15~50:1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氧化石墨與水的固液比為1~5g：1l。

以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種氫氣檢測(cè)裝置，其特征在于包括氫氣感應(yīng)電阻、定值電阻、控制電路、供電電源、加熱板、警報(bào)器、繼電器、外殼及開關(guān)按鈕。如圖1所示，所述外殼100開有透氣孔110，所述開關(guān)按鍵300安裝在外殼一側(cè)，所述警報(bào)器200通過(guò)電線引出來(lái)，不安裝在外殼上，所述控制電路布置在外殼內(nèi)部。如圖2所示為控制電路布線結(jié)構(gòu)示意圖，其中r1、r2、r3、r4、r5為定值電阻，rh2為氫氣感應(yīng)電阻，h為電熱板，l為警示燈，ka為電磁繼電器，e為供電電源，k為開關(guān)。電磁繼電器與警示燈相連，用于控制警示燈，當(dāng)感應(yīng)電阻吸附氫氣導(dǎo)致電阻改變，從而使電橋電路失去平衡，當(dāng)電壓達(dá)到繼電器工作電壓時(shí)，接通繼電器與警示燈支路，從而發(fā)出警報(bào)。

所述感應(yīng)電阻是由鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料制成，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：10：70。

所述控制電路用于控制警報(bào)裝置。

所述供電電源用于給控制電路提供電源，所述供電電源為22v交流電源。

所述加熱板為電熱陶瓷片，安裝在感應(yīng)電阻下面，用于烘烤感應(yīng)電阻，以使電阻處于干燥環(huán)境，所述加熱板的溫度范圍為80攝氏度。

所述警報(bào)器包括警示燈，并通過(guò)電線延長(zhǎng)到裝置外殼以外的任意位置，以便監(jiān)控。

所述繼電器用于控制警報(bào)器。

所述開關(guān)按鈕用于控制檢測(cè)裝置。

所述感應(yīng)電阻的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨及硝酸鈀加入水中，超聲分散形成懸浮液；

將所述懸浮液在60℃下烘干，得到負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯；

在保護(hù)氣體氣氛往反應(yīng)室通氣40min，然后將所述負(fù)載有硝酸鈀的氧化石墨烯以5℃/s的速度升溫至550℃，并同時(shí)啟動(dòng)微波照射，功率為80w，并保持50min，冷卻后得到鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料；

將所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料經(jīng)研磨、壓制成柱狀，并在柱子兩端接上導(dǎo)線，即得到所述感應(yīng)電阻，所述鈀-石墨烯-氧化石墨復(fù)合材料的質(zhì)量比為1：10：70。

所述氧化石墨與硝酸鈀的質(zhì)量比為40:1。

所述氧化石墨與水的固液比為2g：1l。

以此方法制得的感應(yīng)電阻，經(jīng)測(cè)試，其阻值為18.283kω，當(dāng)吸附4%氫氣時(shí)，其阻值為83.711kω，故設(shè)置r1=r2=r3=rh2=18.283kω，此時(shí)電橋電路處于平衡狀態(tài)，電磁繼電器ka不工作，警示燈未發(fā)出警報(bào)信號(hào)。當(dāng)環(huán)境氫氣濃度上升到4%時(shí)，感應(yīng)電阻的阻值上升到83.711kω，電橋電路失去平衡，此時(shí)電磁繼電器接通，同時(shí)警示燈亮，發(fā)出警報(bào)信號(hào)，告知環(huán)境氫氣濃度達(dá)到4%。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。