[发明专利]一种亲水型石英谐振式露点识别方法

摘要

本发明公开一种亲水型石英谐振式露点识别方法，该方法有三大步骤：步骤一：制备带有二维材料纳米薄膜的露点传感器核心湿敏元件；步骤二：组装具有主动控温功能的双制冷面露点传感器装置；步骤三：对传感器装置输出的频率信号先进行傅里叶拟合计算，然后对拟合结果进行二阶求导，通过寻找二阶导数的极值拐点，拐点时刻对应的湿敏元件表面的温度即是露点温度。该方法可以得到准确并且唯一的特征量用来识别露点，并且可以排除温频特性对测量精度的影响。

主权项

1.一种亲水型石英谐振式露点识别方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一：使用二硫化钼或者是蒙脱土作为二维材料，二硫化钼分散液通过用丁基锂化学剥离商用二硫化钼粉体的方式得到浓悬浊液约10g/ml，进而使用3:1的乙醇水溶液稀释至约2mg/ml备用；蒙脱土分散液通过将块状蒙脱土黏土球磨后隔夜搅拌分散，后于3:1的乙醇水溶液中稀释至约2mg/ml蒙脱土分散液备用；取制备备用的分散液通过外加高电压以及气压的形式，将其均匀喷涂在石英晶体微天平电极表面；高压电场的电压为0‑20kV，气压的强度为20‑100PSI，二硫化钼为1T相，为1‑5层左右的纳米片层结构，纳米涂层的厚度为50～200nm；喷涂后放置于60℃真空干燥箱中5小时，使其干燥；步骤二：组装具有主动控温功能的双制冷面露点传感器装置；包括导热硅胶片、半导体制冷器、散热器、铜柱、PT100温度传感器、气室、导电硅胶垫片以及步骤一所制备的带有二维材料纳米薄膜的露点传感器核心湿敏元件QCM；测量时，湿敏元件通过阻抗分析仪驱动，被测气体通过气室，在半导体制冷器的降温下，水汽将不断被吸附在湿敏元件表面直至达到饱和，在湿敏元件表面产生水分凝结，在这一过程中要连续记录湿敏元件表面温度和输出的频率值；步骤三：对传感器装置输出的频率信号先进行傅里叶拟合，然后对拟合曲线进行二阶求导，二阶求导变换之后曲线的极值拐点时刻所对应的湿敏元件表面温度即为露点温度。