本發(fā)明涉及一種氣體檢測裝置，特別是涉及一種便攜式乙醇檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，機(jī)動(dòng)車和擁有駕駛執(zhí)照的人員數(shù)量迅速增長，交通事故頻繁發(fā)生。在中國，每年由于酒后駕車引發(fā)的交通事故達(dá)數(shù)萬起；而造成死亡的事故中50%以上都與酒后駕車有關(guān)。對社會(huì)造成了極壞的影響，危害自己及他人的生命安全。目前，對酒駕及醉駕的處罰力度明顯加強(qiáng)，每百毫升血液酒精含量大于20毫克為酒后駕駛，大于80毫克即為醉酒駕駛。

目前，血乙醇濃度檢測的主要方法有分光光度法、呼氣法等方法。呼氣法由于不需要樣本預(yù)處理，不必要抽取靜脈血而得到了廣泛的應(yīng)用。目前常用的設(shè)備感度較低，響應(yīng)時(shí)間較長，效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種低成本的快速檢測裝置。

一種便攜式乙醇檢測裝置，應(yīng)用于檢測乙醇的濃度，其特征在于，包括感應(yīng)電阻、常規(guī)電阻、可變電阻、電熱絲、儀表盤、控制電路、供電電源、外殼及開關(guān)按鈕。

更進(jìn)一步的，所述傳感電阻采用二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯三元復(fù)合材料制備，其中二氧化鈦：氧化石墨：石墨烯的質(zhì)量比為1:20~100:0.05~0.2。

更進(jìn)一步，所述電熱絲環(huán)繞于感應(yīng)電阻外，用于對感應(yīng)電阻加熱，其溫度范圍為80~120度。

更進(jìn)一步，所述控制電路用于控制檢測裝置。

更進(jìn)一步，所述供電電源用于給控制電路提供電源。

更進(jìn)一步，所述開關(guān)按鈕用于控制檢測裝置。

更進(jìn)一步，感應(yīng)電阻的制備方法，包括如下步驟：

將氧化石墨、硫酸鈦及氨水按質(zhì)量比為1:0.02~0.5:5~20加入水中，超聲分散形成含有氧化石墨及二氧化鈦的懸浮液；

將所述含有氧化石墨及二氧化鈦的懸浮液經(jīng)去離子水洗滌過濾后，得到負(fù)載有二氧化鈦的氧化石墨；

在保護(hù)性氣體的氛圍下，將所述負(fù)載有二氧化鈦的氧化石墨放置到可調(diào)溫度的微波爐中，微波功率為700~900w，照射20min~60min，冷卻后得到二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料；

將所述二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料與去離子水混合、研磨、壓制成型，并將成型后的樣品放置烘干箱烘干，即得到所述感應(yīng)電阻。

更進(jìn)一步，將所述含有氧化石墨及二氧化鈦的懸浮液過濾后將過濾得到的固體物在100℃下真空干燥24h~48h得到負(fù)載有二氧化鈦的氧化石墨。

更進(jìn)一步，所述保護(hù)性氣體選自氬氣及氮?dú)庵械闹辽僖环N。

上述感應(yīng)電阻由含有質(zhì)量比為1:50:0.1二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料組成，且二氧化鈦吸附乙醇后會(huì)引起電導(dǎo)率的變化，從而可以將感應(yīng)電阻應(yīng)用于乙醇傳感器中以檢測乙醇的濃度；由于石墨烯為片層結(jié)構(gòu)，及氧化石墨的粘結(jié)性，二氧化鈦均勻的且穩(wěn)定的分散在石墨烯的片層之間，從而使得感應(yīng)電阻的靈敏度較高；通過電熱絲加熱感應(yīng)電阻后，可快速釋放吸附的乙醇，用于再次檢測。

本發(fā)明提供了一種高靈敏，低成本，結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定的、可重復(fù)使用的乙醇檢測裝置。

附圖說明

圖1為實(shí)施方式中檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施方式的電路布線結(jié)構(gòu)示意圖。

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)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。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。

一種便攜式乙醇檢測裝置包括感應(yīng)電阻、常規(guī)電阻、可變電阻、電熱絲、儀表盤、控制電路、供電電源、外殼及開關(guān)按鈕。圖1所示，便攜式乙醇檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述開關(guān)200及儀表盤300嵌在所述外殼100表面，所述外殼100開有用于吹氣的孔洞110，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，rx為可變電阻，rg為感應(yīng)電阻，h為電熱絲、g為儀表盤，e為供電電源，k為開關(guān)。定值電阻r5與電熱絲h相連，以調(diào)節(jié)電熱絲的輸出功率。

感應(yīng)電阻的制備方法如下：

將氧化石墨、硫酸鈦及氨水按質(zhì)量比為10:0.2:5加入水中，超聲分散形成含有氧化石墨及二氧化鈦的懸浮液；

將所述含有氧化石墨及二氧化鈦的懸浮液經(jīng)去離子水洗滌過濾后，得到負(fù)載有二氧化鈦的氧化石墨；

在氮?dú)獾姆諊?，將所述?fù)載有二氧化鈦的氧化石墨放置到可調(diào)溫度的微波爐中，微波功率為900w，照射30min，冷卻后得到二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料；

將所述二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料與去離子水混合、研磨、壓制成直徑為5mm、長度為20mm的柱狀，并將成型后的樣品放置在100℃下真空干燥烘24h，即得到所述感應(yīng)電阻。

上述感應(yīng)電阻中含有二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料，且二氧化鈦吸附乙醇后會(huì)引起電導(dǎo)率的變化，從而可以將感應(yīng)電阻應(yīng)用于乙醇傳感器中以檢測乙醇的濃度；由于石墨烯為片層結(jié)構(gòu)，二氧化鈦均勻的分散在石墨烯的片層之間，從而使得感應(yīng)電阻的靈敏度較高。

本實(shí)施方式中，用于檢測乙醇的電路圖如圖2所示。該電路中，感應(yīng)電阻由含有質(zhì)量比為1:50:0.1二氧化鈦-氧化石墨-石墨烯復(fù)合材料組成，當(dāng)感應(yīng)電阻沒有吸附乙醇時(shí)，配對電阻r1與感應(yīng)電阻rg的初始電阻（即未吸附乙醇時(shí)的電阻）相等，且r1=rg=r2=r4=250kω。當(dāng)感應(yīng)電阻吸附了乙醇后，電阻rg發(fā)生變化，電流表g測試的電流發(fā)生變化。根據(jù)預(yù)先測定的乙醇濃度與電阻rg之間的對應(yīng)關(guān)系以及電阻rg與電流表g讀數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，從而可以計(jì)算出乙醇的濃度。

更進(jìn)一步的，根據(jù)預(yù)先測定的乙醇濃度與電阻rg之間的對應(yīng)關(guān)系以及電阻rg與電流表g讀數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系，可以將電流表g的讀數(shù)換算為乙醇的濃度，從而當(dāng)電橋電路置于富含乙醇環(huán)境中時(shí)，根據(jù)電流表g的指針偏移位置可以直接讀出乙醇的濃度。

更進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)可變電阻rx，使得當(dāng)乙醇濃度達(dá)到14μg/100ml時(shí)電流表g指針半偏，當(dāng)濃度超過45μg/100ml時(shí)指針滿偏。

實(shí)際檢測中，開關(guān)打到k1，則接通檢測裝置，對著吹氣口吹氣3秒以上時(shí)間，當(dāng)含有乙醇的氣體吸附在感應(yīng)電阻時(shí)，感應(yīng)電阻的電阻值即發(fā)生改變，從而引起控制電路電流的變化，從儀表盤能讀出相應(yīng)的經(jīng)過轉(zhuǎn)換的濃度值；當(dāng)檢測完成后，開關(guān)打開k2，則開啟電熱絲加熱，由于乙醇是熱揮發(fā)氣體，當(dāng)溫度加熱到80度時(shí)，可快速揮發(fā)而脫離感應(yīng)電阻，檢測裝置可再次用于檢測。

需要說明的是，不限于采用圖2所示的電路來檢測乙醇含量。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的一種實(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本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種便攜式乙醇檢測裝置，應(yīng)用于檢測乙醇的濃度，其特征在于，包括感應(yīng)電阻、常規(guī)電阻、可變電阻、電熱絲、控制電路、供電電源、外殼及開關(guān)按鈕。所述傳感電阻采用二氧化鈦?氧化石墨?石墨烯三元復(fù)合材料制備，其中二氧化鈦：氧化石墨：石墨烯的質(zhì)量比為1:20~100:0.05~0.2。采用此方法制備的感應(yīng)電阻成本低，反應(yīng)靈敏。此裝置制造成本低，反應(yīng)快，體積小，可便于攜帶。

技術(shù)研發(fā)人員：周炳明;劉睿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：肇慶高新區(qū)長光智能技術(shù)開發(fā)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.08
技術(shù)公布日：2017.11.07