[发明专利]一种用于防水汽腐蚀的变压器

说明书

技术领域

本发明属于变压器领域，更具体涉及一种用于防水汽腐蚀的变压器。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压得装置，主要由初级线圈、次级线圈等构 成。主要功能有电压变换、电流变换等。

由于变压器属于电学装置，其工作环境周边水蒸气会对设备造成腐蚀等影响，然而，现 有变压器产品一般不具备对其周边环境水蒸气的检测功能。

发明内容

本发明针对背景技术存在的问题，提供一种用于防水汽腐蚀的变压器。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于防水汽腐蚀的变压器，其特征在于，所述变压器的柜体外部安装有湿敏传感器 模块，变压器属于电学装置，其工作周边环境中湿度会对其产生很大影响，严重者会导致人 员、财产等损失，该湿敏传感器模块基于碳纳米管，能够快速检测周边环境中水蒸气的含量， 对变压器的正常工作起到保护和预警作用。

该湿敏传感器模块包括从下到上依次布设的重掺杂硅片、紧贴重掺杂硅片的SiO₂层、碳 纳米管层、位于SiO₂层间的下电极和位于碳纳米管层上的上电极，所述碳纳米管层生长于SiO₂层上；所述下电极上有金属薄膜，所述金属薄膜从内到外依次为具有黏附性的Cr层、导电导 热的Cu层和作为电极层的Au层，所述Cr层、Cu层和Au层的厚度依次为55nm、250nm 和500nm；所述碳纳米管层采用催化剂和/或光刻法实现其定域生长，生长后的所述碳纳米管 层采用等离子体使其产生羟基修饰，碳纳米管层在等离子体羟基修饰之前经过了加入微量钨 粉的醋酸和双氧水混合溶液的处理；所述金属薄膜的表面紧贴有感测细菌生长的细菌酶膜层， 该细菌酶膜层与金属薄膜一起形成感测水分的细菌湿敏感测器；所述下电极和上电极上连接 有一个用于和客户端通信连接的微控处理器。

优选地，所述湿敏传感器的制作包括以下步骤：

S1：SiO₂层制作：取所述重掺杂硅片，将其放入管式炉中，按照10℃/min的速率升温 到500℃，保温12h，然后自然冷却至室温，即可在重掺杂硅片表面形成SiO₂层；

S2：下电极制作：将步骤S1中制得的有SiO₂层的重掺杂硅片依次使用丙酮、乙醇、去 离子水清洗15min后烘干，在其表面旋涂光刻胶，使用下电极掩模版对其曝光，120℃烘干 2min后显影、烘干，在CHF₃气氛下干法刻蚀SiO₂层，刻蚀30min，将刻蚀SiO₂层清洗后 的重掺杂硅片放入磁控溅射仪中，在低于1.5×10^-3pa真空下依次磁控溅射Cr层、Cu层和Au 层；将磁控溅射好Cr层、Cu层和Au层的下电极(1)表面固定上细菌酶膜，然后清洗光刻 胶；所述重掺杂硅片的尺寸大小为2cm×2cm；

S3：气喷催化剂薄膜，步骤如下：

a.使用Fe/Ni纳米粒子作为碳纳米管生长的催化剂，首先，对带有下电极的重掺杂硅片旋 涂光刻胶，采用催化剂的定域掩模版对其进行曝光，然后经过显影，清洗备用；

b.配制催化剂Fe/Ni的分散液：分别称取200mg、50mg的Fe纳米粒子和Ni纳米粒子， 将其加入60ml的98％H₂SO₄和40ml的69％的HNO₃混合溶液中，在80℃水浴中超声3 h，然后用去离子水清洗后过滤，得到干燥的Fe/Ni混合纳米粒子，然后称取100mg的Fe/Ni 纳米粒子，加入500ml的去离子水中，充分搅拌后得到Fe/Ni混合纳米粒子的分散液；

c.使用高纯氮气作为气喷载体，调节喷笔与重掺杂硅片之间的水平和垂直距离，使分散 液的溶剂到达基片上时刚好挥发为准，气喷5次，每次气喷20s，使形成一层均匀的厚度约 为20nm的催化剂Fe/Ni的混合纳米粒子薄膜；

S4：CVD法生长碳纳米管：