一种具有尾气感测装置的船舶机构制造方法及图纸

目前船舶尾气的排放标准朝着规范化，严格化方向发展，但是检测设备体积大，检测工作量大、不方便，迫切需要改变这一现状，本发明专利技术的尾气感测装置具有纳米感测元件，纳米感测元件能够对船舶尾气中的甲烷等污染气体进行感测，其中，纳米感测元件包含氧化锌纳米柱，不仅检测方便，成本低廉，同时数值采集准确，稳定可靠，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。

A ship mechanism with tail gas sensing device

【技术实现步骤摘要】
一种具有尾气感测装置的船舶机构
本专利技术涉及船舶环保领域，更具体地讲，涉及一种具有尾气感测装置的船舶机构。
技术介绍
很多情况下，船舶废气直接排放，对众多港口城市和内河区域的大气质量造成了严重的不良影响。船用柴油机排放具有流动性大、扩散性大、持续时间长的特点，其排放的主要污染物有氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物、碳氯化合物以及微粒等。此化，船舶废气中含有数十种强致癌性的化学物质，沿海居民的健康受到环境污染的影响。想要治理河道等水域污染，首先要做的工作就是对排放物的准确检测。对于既能够满足当下的排放法规和检测法规，又能够快捷检测汽车尾气排放的设备开发势在必行。然而当下对于船舶尾气感测装置较为繁琐复杂，成本很高，因此急需一种具有尾气感测装置的船舶机构，以满足实际的需要。
技术实现思路
因此，针对现有技术上存在的不足，提供本专利技术的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。按照本专利技术提供的技术方案，本专利技术公开了具有尾气感测装置的船舶机构，船舶机构包括船壳、船体骨架、甲板、船舱、上层建筑。船舶机构还包括尾气感测装置，尾气感测装置具有纳米感测元件，纳米感测元件能够对船舶尾气中的污染气体进行感测，其中，纳米感测元件包含氧化锌纳米柱，氧化锌纳米柱由如下工艺制备而成：第一步，裁切基板，第二步，黄光制程；第三步，磁控溅射；第四步，去光阻剂；第五步，水热合成。进一步的，基板为188μm厚的PET薄膜，裁剪为1.5cmx1.5cm大小，撕开保护膜使用，不需清洗。进一步的，黄光制程中，首先，利用旋转涂布机将正光阻剂均匀涂布在基板表面，分别先后进行两个转速的涂布，其中，第一转速为500rpm，旋涂时间10秒钟，第二转速为1300rpm，旋涂时间20秒钟；然后，软烤90秒，使正光阻剂成为固态薄膜并附着于基板上；然后，利用曝光机照射已有光阻剂的基板，使光罩上的图样转至基板上；最后，使用稀释后的显影剂去除多余光阻，形成第一坯件。进一步的，磁控溅射过程中，利用磁控射频溅射系统于室温下溅镀一层180nm厚的ZnO薄膜于第一坯件上的光阻上，形成第二坯件，其中，磁控射频溅射系统包括真空室，真空室内设有旋转台，坯件可置放于旋转台上并可随旋转台旋转，旋转台上方设有靶材组件，靶材组件上设有ZnO靶，射频仪器能够向的靶材组件提供RF能量，真空室的上部还通过管路通道与Ar气瓶相联通，管路通道上还设有流量控制阀。进一步的，去光阻剂过程中，将第二坯件置入丙酮中静候，等待第二坯件的光阻的颜色完全消失而成为透明的ZnO薄膜后，使用DIwater洗净后利用氮气枪吹干，形成第三坯件。进一步的，水热合成过程中，将第三坯件置入水热反应压力釜中，倒入20%的六亚甲基四胺20ml和20%的二水合醋酸锌20ml。在95℃下反应5.5小时后自然冷却降温，形成氧化锌纳米柱。本专利技术还公开了一种气体感测元件的光测量装置，气体感测元件包含氧化锌纳米柱，氧化锌纳米柱为上述的工艺制备而成，光测量系统包括量测铝盒，量测铝盒内设有量测基座，量测铝盒上部设有透光窗口，UV/LED光源能够通过透光窗口而照射于量测基座，光测量系统还包括量测电表，量测电表与电脑连接。本专利技术还公开了一种气体感测元件的气体测量装置，气体感测元件包括包含氧化锌纳米柱，氧化锌纳米柱为上述的工艺制备而成，气体测量装置包括量测腔室，量测腔室内设有量测底座，量测腔室分别通过测量管路与空气钢瓶和待测气体钢瓶连接，测量管路上还设有流量控制阀，气体测量装置还包括量测电表，量测电表与电脑连接，气体测量装置还包括UV光源架，UV光源架设于透明玻璃盖外并用支架固定，其中，量测腔室由透明玻璃盖组成，透明玻璃盖直径约为13cm。目前船舶尾气的排放标准朝着规范化，严格化方向发展，但是检测设备体积大，检测工作量大、不方便。迫切需要改变这一现状，本专利技术的尾气感测装置具有纳米感测元件，纳米感测元件能够对船舶尾气中的甲烷等污染气体进行感测，其中，纳米感测元件包含氧化锌纳米柱，不仅检测方便，成本低廉，同时数值采集准确，稳定可靠，制作成本低，作用显著增强，也大大提高了整体的高效性和操作的可靠性。附图说明图1为本专利技术氧化锌纳米柱制备装置示意图。图2为本专利技术氧化锌纳米柱制备流程示意图。图3为本专利技术磁控射频溅射系统示意图。图4为本专利技术气体感测元件的光测量装置示意图。图5为本专利技术气体感测元件的气体测量装置示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。随着工业的快速发展，近年来空气污染问题已经逐渐的被大众所重视其严重性。造成空气污染的种类繁多，可能是气体、悬浮微粒等等，我们所谓的空气污染物通常会对人体或生态环境造成负面。尤其对于船舶而言更是如此，而且也极易导致人们忽视船舶尾气的影响。气体传感器的应用领域相当广泛，近年来因环境污染趋增及健康意识抬头，不仅在市场上的需求持续增加，研究的领域上也一直有许多领域人员为了更快、更灵敏、可以同时侦测多种气体的气体感测器而不断的投入努力。其中以金属氧化物(MOS)为材料制作的气体传感器自从问世起就因其灵敏度高、材料成本低、组件制备较容易、体积小、耐热性高等特性被广泛的应用。近年来由于纳米尺寸结构广泛的被研究，气体传感器的灵敏度随着大幅增加的体表面积也同时有着显著的提升。本专利技术利用黄光技术配合纳米柱本身优良的气体通透性及高表面积对体积比，较一般旧式薄膜型气体传感器大幅地增加了气体可吸附的表面积而达到高灵敏度的目的。随着近年纳米结构被广泛研究，纳米结构的ZnO被证实因为拥有更大的表面积对体积比，灵敏度有着显著的提升。ZnO纳米柱、纳米线等等纳米结构因其制作方法和结构各不相同，对一氧化氮、二氧化氮、甲烷、丙酮、一氧化碳、氢气、水气气体各有不同的灵敏度。金属氧化物半导体材料能依其主要载子分成N型(n-type)、P型(p-type)，N型半导体如SnO2、TiO2、ZnO主要载子为电子，由传导带上的电子进行导电，P型半导体如GaN、PbS主要载子为电洞，由电洞的移动进行导电。当气体在半导体表面产生吸附和脱附时，材料本身的电阻改变而能达到感测的目的。待测气体分为氧化性气体及还原性气体，根据半导体主要载子的不同及气体的不同，电阻的改变方向有所不同。当N型氧化物型半导体暴露于氧化型气体中，氧化型气体的吸附会使半导体表面电子被捕捉而无法移动，导致电阻上升。P型氧化物型半导体则是相反，因表面电子被捕捉，电洞浓度增加，导致电阻下降。本专利技术的氧化锌纳米柱气体传感器之制作流程如图1-2所示。具体有五个步骤，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有尾气感测装置的船舶机构，所述的船舶机构包括船壳、船体骨架、甲板、船舱、上层建筑，其特征在于，所述的船舶机构还包括尾气感测装置，所述的尾气感测装置具有纳米感测元件，所述的纳米感测元件能够对船舶尾气中的污染气体进行感测，其中，所述的纳米感测元件包含氧化锌纳米柱，所述的氧化锌纳米柱由如下工艺制备而成：/n第一步，裁切基板，/n第二步，黄光制程；/n第三步，磁控溅射；/n第四步，去光阻剂；/n第五步，水热合成。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有尾气感测装置的船舶机构，所述的船舶机构包括船壳、船体骨架、甲板、船舱、上层建筑，其特征在于，所述的船舶机构还包括尾气感测装置，所述的尾气感测装置具有纳米感测元件，所述的纳米感测元件能够对船舶尾气中的污染气体进行感测，其中，所述的纳米感测元件包含氧化锌纳米柱，所述的氧化锌纳米柱由如下工艺制备而成：
第一步，裁切基板，
第二步，黄光制程；
第三步，磁控溅射；
第四步，去光阻剂；
第五步，水热合成。


2.根据权利要求1所述的一种具有尾气感测装置的船舶机构，其特征在于，所述的基板为188μm厚的PET薄膜，裁剪为1.5cmx1.5cm大小，撕开保护膜使用，不需清洗。


3.根据权利要求1或2所述的一种具有尾气感测装置的船舶机构，其特征在于，黄光制程中，首先，利用旋转涂布机将正光阻剂均匀涂布在基板表面，分别先后进行两个转速的涂布，其中，第一转速为500rpm，旋涂时间10秒钟，第二转速为1300rpm，旋涂时间20秒钟；然后，软烤90秒，使正光阻剂成为固态薄膜并附着于基板上；然后，利用曝光机照射已有光阻剂的基板，使光罩上的图样转至基板上；最后，使用稀释后的显影剂去除多余光阻，形成第一坯件。


4.根据权利要求3所述的一种具有尾气感测装置的船舶机构，其特征在于，磁控溅射过程中，利用磁控射频溅射系统于室温下溅镀一层180nm厚的ZnO薄膜于第一坯件上的光阻上，形成第二坯件，其中，磁控射频溅射系统包括真空室，真空室内设有旋转台，坯件可置放于旋转台上并可随旋转台旋转，旋转台上方设有靶材组件，靶材组件上设有ZnO靶，射频仪器能够向的靶材组件提供RF能量，真空室的上部还通过管路通道与Ar气瓶相联通，管路通道上还设有流量控制阀。


5.根据权利要求1所述的一种具有尾气感测装置的船舶机构，其特征在于，去光阻剂过程中，将第二坯件置入丙酮中静候，等待第二坯件的光阻的颜色完全消失而成为透明的ZnO薄膜后，使用DIwater洗净后利用氮气枪吹干，形成第三坯件。


6.根据权利要求1所述的一种具有尾气...

【专利技术属性】
技术研发人员：马强，刘刚，郭俊杰，徐海东，王明雨，孙庶业，李晓，侯甲彬，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37