[发明专利]一种新型继电保护器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于继电保护器领域，更具体涉及一种新型继电保护器及其制作方法。

背景技术

继电保护器是一种电学装置，主要是利用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量的变化构成继电保护动作的装置，电力系统运行中的参数在正常运行和故障情况时是有明显区别，继电保护器就是利用这些参数的变化，在反映、检测的基础上来判断电力系统的性质和故障，包括测量部分、逻辑部分、执行部分。

然而，现有继电保护器一般不具有气体检测功能，当继电保护器所处环境气体氛围为危险性气体时，会对人员、设备等造成安全隐患。

发明内容

基于背景技术存在的问题，本发明提供一种新型继电保护器及其制作方法，其特征在于，在继电保护器的外部安装气体检测模块，该气体检测模块基于有机电致发光气体传感器器件，将有机电致发光器件和气体传感器结合。

该气体检测模块通过以下技术方案实现：

一种基于有机电致发光的气体传感器，其由如下方法制作而成：

有机电致发光气体传感器制备工艺涉及薄膜技术及薄膜处理工艺等，主要包括有机小分子或高分子聚合物等的有机薄膜的制备、金属电极的制备和器件封装等工艺；

具体流程为：导电塑料ITO-PET表面清洗及处理—基片置于真空腔—真空蒸镀有机层—蒸镀金属电极—封装或测试。

1.导电塑料ITO-PET清洗

首先，切割特定尺寸的ITO-PET，用专用洗涤剂和无尘布对ITO-PET基片进行搓洗，以去除基片上的各种油污物，然后依次放入复合生物酶液(可选)，去离子水、丙酮、乙醇中，各超声15min；然后，用高纯氮气吹干ITO-PET，使乙醇蒸发，然后放入预处理腔中，持续通入高纯氧气，用等离子体轰击基片5min；

所述复合生物酶的成分为：碱性蛋白酶0.2-0.5g/L,纤维素酶0.9-1.3g/L，多酚氧化酶0.05g/L，其余为去离子水；

利用生物膜预处理后，会显著增加气体传感器的敏感度。

2.多孔结构YSZ制备

a)称取适量的Ni(NO₃)₂·6H₂O和去离子水放入烧杯中充分溶解，在磁力搅拌的作用下用分液漏斗缓慢滴入氨水，使之充分反应，滴定完毕后80℃水浴1h得到悬浊液，经离心机分离得到沉淀物，然后放入箱式炉中200℃保温5h即可得到黑色的NiO粉末；

b)称取YSZ和NiO粉末，按质量比5:2放入球磨机中，再加入一定量的分散剂和乙醇，使之充分混合，得到YSZ浆料；

c)将YSZ浆料采用丝网印刷技术涂覆在导电塑料ITO-PET表面，厚度为2μm，放入烘干箱中烘干；

3.有机薄膜蒸镀

a)把待蒸发的有机材料(Alq3、CuPc)放入相应的蒸发舟中，并用掩膜挡住；

b)把烘干后的导电塑料基片从预处理腔传送到有机腔，将基片置于有机腔内的样品托上，对准有机束源；

c)对有机腔进行抽真空，当真空达到所需数值时，调节蒸发炉温控仪，增加蒸发温度，对材料进行加热，条件合适后，依次蒸镀有机材料Alq3、CuPc，控制蒸镀速率与时间，使之厚度分别为5.5μm、2μm；

4.丝网状金属阴极制备

当各种有机薄膜蒸镀完毕后，将基片取出，覆盖丝网状电极掩模版，随后将基片送入金属蒸镀室，抽真空使气压保持在1.5×10^-3，进行金属电极的蒸镀，调节电流，使Cr:Al的蒸镀比例为8:1，得到厚度为3μm的Cr:Al电极；

器件测试数据：

器件制作完成后，使用探测器件发光亮度的亮度计探测器件发光亮度，使用半导体测试系统测试器件电流-电压特性。经检测，该器件对NO₂等气体具有气敏响应特性，该气体能够增大器件的发光亮度；工作电压为20V时，发光亮度为16cd/m²，随NO₂等含氮气体浓度增加，发光亮度增加。

本发明的有益之处在于：

本发明从有机电致发光的气体传感器的组件材料，制作工艺，结构等多方面进行了创造性的优化设计，在多种因素的协同作用下，达到了出乎意料的灵敏度，可以检测痕量二氧化氮，载流子迁移率为大于9.8×10^－2cm²/V·s，响应速度快，恢复时间短，可以100％恢复；具有很大的市场前景。

附图说明