專利名稱：紫外線照射量的檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種紫外線照射量檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于氧化石墨烯 /光催化劑復(fù)合材料的紫外線照射量的檢測器。
背景技術(shù)：
波長為100-400 nm的電滋波為紫外線，它是光譜中不可見的部分之一，能夠達(dá)到地面的紫外線的波長大于四0 nm，短于四0 nm的紫外線已被大氣臭氧層所吸收。在生產(chǎn)環(huán)境中凡是物體的溫度達(dá)1200°C以上時，輻射光譜中即可出現(xiàn)紫外線，如冶煉爐、電焊、氣焊等，汞石英燈、紫外線燈也可發(fā)射紫外線。紫外線對機(jī)體的作用與輻射的波長有關(guān)，波長越短，作用越強(qiáng)。紫外線與人類的生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。紫外線具有殺菌作用，可以殺死空氣中的細(xì)菌和物體表面的細(xì)菌。因此，臨床上常利用紫外線來進(jìn)行醫(yī)療器械和病室的消毒。但是，紫外線過度照射，則對機(jī)體有害。如紫外線強(qiáng)烈作用于皮膚時，可發(fā)生光照性皮炎，皮膚上出現(xiàn)紅斑、癢、水皰、水腫等；作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可出現(xiàn)頭痛、頭暈、體溫升高等；作用于眼部，可引起結(jié)膜炎、角膜炎，稱為光照性眼炎。甚至，長期大量接觸紫外線可引起皮膚癌和誘發(fā)白內(nèi)障。因此，監(jiān)控紫外線照射量對人們的身體健康非常重要。石墨烯(GE)是一種由碳原子以Sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維平面材料，其基本重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為有機(jī)材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán)，單層石墨烯理論比表面積高達(dá) 2630 m2/g。石墨烯具有許多優(yōu)異的性質(zhì)，例如，具有非常高的載流子遷移速率，室溫下電子遷移率超過15000 cm2/ (V s)，而電阻率只約10_6 Ω ^m,是目前電阻率最小的材料。由于它的電阻率極低，電子傳輸速度快，因此被預(yù)期研發(fā)出更薄、導(dǎo)電速度更快的新一代電子元件或電晶體。制備石墨烯的一種最常用的方法是化學(xué)還原法，即將氧化石墨烯進(jìn)行化學(xué)還原。 與石墨烯截然不同的是，氧化石墨烯由于具有較高的0/C比例，電阻率非常高，基本不導(dǎo)電。在將氧化石墨烯還原為石墨烯的過程中，隨著還原反應(yīng)的進(jìn)行，氧化石墨烯中的C原子由SP3雜化方式轉(zhuǎn)變?yōu)镾P2雜化方式，同時，電阻率逐漸下降，由不導(dǎo)電逐漸變?yōu)閮?yōu)良的超導(dǎo)體。

實(shí)用新型內(nèi)容解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型提供一種紫外線照射量的檢測器，通過利用光催化劑還原氧化石墨烯，在紫外線下對氧化石墨烯進(jìn)行還原，通過監(jiān)控還原產(chǎn)物石墨烯的電阻率，來監(jiān)測紫外線照射量。當(dāng)照射量超過預(yù)設(shè)值時，檢測器將會進(jìn)行報警警示。技術(shù)方案紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片、面阻測量裝置、計算單元和報警裝置，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針，面阻測試探針與面阻測量裝置連接，面阻測量裝置的信號輸出端與計算單元的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元的信號輸出端與報警裝置和/或顯示屏連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上還設(shè)有遮光片，所述遮光片與氧化石墨烯 /光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片制備方法為a、將氧化石墨烯和光催化劑混合，在研缽里面研磨5-60 min，并混合均勻；b、采用壓片機(jī)對1-100 g的上述混合物施加壓力，進(jìn)行壓片，獲得均勻的氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片；其中氧化石墨烯和光催化劑的質(zhì)量比為100 1-1 100 ；壓片機(jī)施加壓力為5 -50 MPa ；所述光催化劑為TiO2, ZnO, ZrO2 或 SnO2 ο紫外線照射量的檢測器的檢測方法，步驟為A、利用已知光功率密度的紫外線照射所述已知表面積的復(fù)合薄片，調(diào)整紫外線照射時間，測量復(fù)合薄片的面阻，根據(jù)紫外線照射量=復(fù)合薄片面積χ光功率密度χ照射時間，得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線；B、 用待測紫外線照射所述薄片，并測量薄片面阻；C、用步驟B得到的面阻與標(biāo)準(zhǔn)曲線比對，得到待測紫外線的照射強(qiáng)度。紫外線照射量的檢測器的檢測方法，測量氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片的面積，在給定環(huán)境中，氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片接受紫外線輻射，在給定時間內(nèi)測量氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片的面阻值；根據(jù)紫外線照射量=氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間，得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元；將氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片插入檢測器中，氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片暴露在待測紫外線輻射中，通過測量它的面阻值，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線比較出紫外線照射量，當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn)曲線值，檢測器發(fā)出報警警示。有益效果檢測器適用于需要測量紫外線照射量的人員，尤其適用于長期暴露在紫外線環(huán)境中的人員進(jìn)行自我檢測，保護(hù)工作人員的身體健康；檢測器工作薄片制備工藝簡單易學(xué)，制造成本低，可以替換；檢測器中無任何有毒有害試劑，對環(huán)境友好，無污染，對操作者無任何健康危險；檢測方法快速便捷，重現(xiàn)性好，效率高；檢測器輕便、可以隨身攜帶，或者貼于人體外衣表面，便于經(jīng)常暴露在紫外線下的人員進(jìn)行觀量。檢測器設(shè)有報警系統(tǒng)可以在暴露過量紫外線的時候進(jìn)行光或者聲音報警，安全方便?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要，設(shè)置芯片中的紫外線照射量報警數(shù)值，體現(xiàn)檢測器的人性化。檢測器設(shè)有擋光片，在不需要測試的時候，用擋光片濾光，避免在非測試環(huán)境中復(fù)合薄片發(fā)生光催化反應(yīng)，避免對測試結(jié)果帶來干擾。

圖1為檢測器外形結(jié)構(gòu)圖。1、顯示屏；2、報警裝置；3、遮光片滑槽；4、遮光片；5、氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片；6、電源開關(guān)；7、復(fù)合薄片面阻測試探針；8、機(jī)身。圖2為檢測器組成框圖。5、氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片；9、計算單元；2、報警裝置；10、面阻測試四探針測試儀；6、電源開關(guān)；12、電池。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片5、面阻測量裝置 10、計算單元9和報警裝置2，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針 7，面阻測試探針與面阻測量裝置10連接，面阻測量裝置10的信號輸出端與計算單元9的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元9的信號輸出端與報警裝置2和/或顯示屏1連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上設(shè)有遮光片4， 所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。a、制備氧化石墨烯/TW2復(fù)合薄片。b、用游標(biāo)卡尺測量氧化石墨烯/TW2復(fù)合薄片直徑，計算其面積。C、用紫外燈對上述復(fù)合薄片進(jìn)行照射，波長為254 nm，光功率密度為270 μ /cm2, 在照射時間分別為0 h，2 h，4 h，6 h，8 h，10 h，12 h，14 h，16 h，18 h，20 h，22 h，24 h，48 h，72 h，96 h，120 h，144 h，168 h，192 h，216 h時測量復(fù)合薄片面阻值。得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元。其中紫外線照射量=復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間d、將復(fù)合薄片插入檢測器中，復(fù)合薄片暴露波長為254 nm的環(huán)境中時，檢測器利用標(biāo)準(zhǔn)曲線可以對照查詢出紫外線照射量，顯示紫外線照射量。當(dāng)檢測器超過預(yù)設(shè)照射量， 檢測器發(fā)出報警警示。其中復(fù)合薄片制備方法為a、將質(zhì)量比為10 1的氧化石墨烯和TW2納米顆?；旌?，在研缽里面研磨5 min, 混合均勻。b、采用壓片機(jī)將1 g的上述混合物進(jìn)行壓片，壓強(qiáng)為5 MPa，獲得均勻的氧化石墨烯/T^2復(fù)合薄片。實(shí)施例2 紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片5、面阻測量裝置 10、計算單元9和報警裝置2，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針 7，面阻測試探針與面阻測量裝置10連接，面阻測量裝置10的信號輸出端與計算單元9的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元9的信號輸出端與報警裝置2和/或顯示屏1連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上設(shè)有遮光片4， 所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。a、制備氧化石墨烯/ZnO復(fù)合薄片。b、用游標(biāo)卡尺測量氧化石墨烯/ZnO復(fù)合薄片的直徑，計算其面積。C、用紫外燈對上述復(fù)合薄片進(jìn)行照射，波長為365 nm，光功率密度為270 μ /cm2,在照射時間分別為 0 h，2 h，4 h，6 h, 8 h，10 h，12 h，14 h，16 h，18 h，20 h，22 h，24 h，48 h，72 h，96 h，120 h，144 h，168 h，192 h，216 h時測量復(fù)合薄片面阻值。得到面阻
值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元。紫外線照射量=復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間d、將復(fù)合薄片插入檢測器中，復(fù)合薄片暴露波長為365 nm的紫外線環(huán)境中時，檢測器利用標(biāo)準(zhǔn)曲線可以對照查詢出紫外線照射量，并在顯示屏顯示數(shù)值。當(dāng)該數(shù)值超過預(yù)設(shè)上限值時，檢測器發(fā)出報警警示。其中復(fù)合薄片制備方法為a、將質(zhì)量比為100 1的氧化石墨烯和SiO納米顆粒混合，在研缽里面研磨20 min,
混合均勻。b、采用壓片機(jī)將50 g的上述混合物進(jìn)行壓片，壓強(qiáng)為50 MPa，獲得均勻的氧化石墨烯/ZnO復(fù)合薄片。實(shí)施例3 紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片5、面阻測量裝置 10、計算單元9和報警裝置2，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針 7，面阻測試探針與面阻測量裝置10連接，面阻測量裝置10的信號輸出端與計算單元9的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元9的信號輸出端與報警裝置2和/或顯示屏1連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上設(shè)有遮光片4， 所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。a、制備氧化石墨烯/ 復(fù)合薄片。b、用游標(biāo)卡尺測量氧化石墨烯/ 復(fù)合薄片的直徑，計算其面積。C、在自然光下對上述復(fù)合薄片進(jìn)行照射，紫外線光功率密度為1 W/cm2，在照射時間分別為0 h，0. 5 h，l h, 1. 5 h，2 h，2. 5 h，3 h，3. 5 h，4 h，4. 5 h，5 h，5. 5 h，6 h時用四
探針測試儀測量復(fù)合薄片面阻值。得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元。紫外線照射量=復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間d、將復(fù)合薄片插入檢測器中，復(fù)合薄片暴露在自然光環(huán)境中時，檢測器利用標(biāo)準(zhǔn)曲線可以對照查詢出紫外線照射量，并在顯示屏顯示數(shù)值。當(dāng)該數(shù)值超過預(yù)設(shè)上限值時，檢測器發(fā)出報警警示。其中復(fù)合薄片制備方法為a、將質(zhì)量比為1 :100的氧化石墨烯和^O2納米顆粒混合，在研缽里面研磨60 min，混合均勻。b、采用壓片機(jī)將100 g的上述混合物進(jìn)行壓片，壓強(qiáng)為25 MPa，獲得均勻的氧化石墨烯/ZiO2復(fù)合薄片。實(shí)施例4 紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片5、面阻測量裝置 10、計算單元9和報警裝置2，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針7，面阻測試探針與面阻測量裝置10連接，面阻測量裝置10的信號輸出端與計算單元9的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元9的信號輸出端與報警裝置2和/或顯示屏1連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上設(shè)有遮光片4， 所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。a、制備氧化石墨烯/SnA復(fù)合薄片。b、用游標(biāo)卡尺測量氧化石墨烯/SnA復(fù)合薄片的直徑，并計算其面積。C、在自然光下對上述復(fù)合薄片進(jìn)行照射，光功率密度為1 W/cm2，在照射時間分別為 0 h, 10 h，20 h，30 h，40 h，50 h，60 h，70 h，80 h，90 h，100 h，120 h 時測量復(fù)合薄片
面阻值。得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元。紫外線照射量=復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間d、將復(fù)合薄片插入檢測器中，復(fù)合薄片暴露在自然光環(huán)境中時，檢測器利用標(biāo)準(zhǔn)曲線可以對照查詢出紫外線照射量，并在顯示屏顯示數(shù)值。當(dāng)該數(shù)值超過預(yù)設(shè)上限值時，檢測器發(fā)出報警警示。其中復(fù)合薄片制備方法為a、將質(zhì)量比為1 :1的氧化石墨烯和SnA納米顆?；旌?，在研缽里面研磨60 min, 混合均勻。b、采用壓片機(jī)將10 g的上述混合物進(jìn)行壓片，壓強(qiáng)為20 MPa，獲得均勻的氧化石墨烯/SnA復(fù)合薄片。實(shí)施例5紫外線照射量的檢測器，包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片5、面阻測量裝置 10、計算單元9和報警裝置2，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針 7，面阻測試探針與面阻測量裝置10連接，面阻測量裝置10的信號輸出端與計算單元9的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。該檢測器還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元9的信號輸出端與報警裝置2和/或顯示屏1連接。上述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上設(shè)有遮光片4， 所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。所述面阻測量裝置為四探針測試儀。所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片制備方法為a、將氧化石墨烯和光催化劑混合，在研缽里面研磨5-60 min，并混合均勻；b、采用壓片機(jī)對1-100 g的上述混合物施加壓力，進(jìn)行壓片，獲得均勻的氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片；其中氧化石墨烯和光催化劑的質(zhì)量比為100 1-1 100 ；壓片機(jī)施加壓力為5 -50 MPa ；所述光催化劑為TiO2, ZnO, ZrO2 或 SnO2 ο紫外線照射量的檢測器的檢測方法，步驟為A、利用已知光功率密度的紫外線照射所述已知表面積的復(fù)合薄片，調(diào)整紫外線照射時間，測量復(fù)合薄片的面阻，根據(jù)紫外線照射量=復(fù)合薄片面積χ光功率密度χ照射時間，得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線；B、 用待測紫外線照射所述薄片，并測量薄片面阻；C、用步驟B得到的面阻與標(biāo)準(zhǔn)曲線比對，得到待測紫外線的照射強(qiáng)度。[0064] 紫外線照射量的檢測器的檢測方法，測量氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片的面積，在給定環(huán)境中，氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片接受紫外線輻射，在給定時間內(nèi)測量氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片的面阻值；根據(jù)紫外線照射量=氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片面積X光功率密度X照射時間，得到面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線，將標(biāo)準(zhǔn)曲線錄入計算單元；將氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片插入檢測器中，氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片暴露在待測紫外線輻射中，通過測量它的面阻值，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線比較出紫外線照射量，當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn)曲線值，檢測器發(fā)出報警警示。
權(quán)利要求1.紫外線照射量的檢測器，其特征在于包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片(5)、面阻測量裝置(10)、計算單元(9)和報警裝置(2)，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針(7)，面阻測試探針與面阻測量裝置(10)連接，面阻測量裝置(10)的信號輸出端與計算單元(9)的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射量的檢測器，其特征在于還包括報警裝置和/或顯示屏，所述計算單元(9)的信號輸出端與報警裝置(2)和/或顯示屏(1)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射量的檢測器，其特征在于所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片上還設(shè)有遮光片(4)，所述遮光片與氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片活動連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫外線照射量的檢測器，其特征在于所述面阻測量裝置為四探針測試儀。
專利摘要紫外線照射量的檢測器，其中檢測器包括氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片、面阻測量裝置、計算單元和報警裝置，所述氧化石墨烯/光催化劑復(fù)合薄片兩端設(shè)有面阻測試探針，面阻測試探針與面阻測量裝置連接，面阻測量裝置的信號輸出端與計算單元的信號輸入端連接，所述計算單元包含存儲芯片，存儲芯片中儲存有面阻值-紫外線照射量標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)。檢測器適用于需要測量紫外線照射量的人員，尤其適用于長期暴露在紫外線環(huán)境中的人員進(jìn)行自我檢測，保護(hù)工作人員的身體健康。
文檔編號G01J1/48GK202033104SQ201120117159
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者代云茜, 孫岳明, 王春龍, 趙一凡, 鄭穎平, 馬藝文, 齊齊 申請人:東南大學(xué)