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浅析薄膜沉淀剂在甲烷流量计中的运用

薄膜在各种不同的应用中正得到广泛使用。由于自下而上的制造方法的进步和纳米材料的利用,在许多行业中已经出现了从块状材料到薄膜的转变。在本文中,我们着眼于受益于薄膜,甲烷流量计的应用领域之一,并探讨了为什么薄膜被用于许多不同类型的甲烷流量计中。
为什么在甲烷流量计中使用薄膜
薄膜是沉积的制剂,涂层或层状材料,其厚度范围从小于纳米(即原子单层)到几微米。根据甲烷流量计的类型,可以采用多种方法制造薄膜,这些方法包括化学气相沉积(CVD)方法,物理气相沉积(PVD)方法(例如溅射和分子束外延),原子层沉积( ALD)以及各种保形和非保形涂层技术。
薄膜已在甲烷流量计技术中找到了一系列用途,因为薄膜比许多散装材料对局部环境的变化更敏感。这些甲烷流量计的薄性意味着它们通常具有较高的相对表面积,比块状材料更容易变形,并且膜的电导率和/或电阻率的细微变化更加明显。所有这些特性非常适合用于各种类型的传感任务,例如,更轻松地吸收(或解吸)表面上的分子,用于挠性甲烷流量计或承受高温环境。这种多功能性以及比薄膜甲烷流量计可以更小尺寸制造的事实,这就是为什么越来越多地使用薄膜的原因。
采用薄膜的甲烷流量计类型
薄膜可以由多种材料制成,包括(但不限于)聚合物,纳米材料,氧化物络合物,热电材料和硅基材料。因此,可以通过改变薄膜的成分(以及特性)来定制薄膜以适应广泛的应用。在这里,我们来看一些受益于薄膜使用的不同类型的甲烷流量计
气体甲烷流量计
薄膜可用于确定环境中各种气态分子和挥发性有机化合物(VOC)的浓度,包括氧气,二氧化氮,有机胺,氨和乙醇等。薄膜具有高的表面积,以使气态分子结合,并且在吸收时,薄膜内的电导率和/或电阻率发生变化。即使局部变化很小,该变化也是可以测量的,并且吸收分子的数量相对于电导率/电阻率的变化(即,更大的吸收量等于更大的电变化,反之亦然),这使得这些分子可以集中被推导的气体。
应变甲烷流量计
薄膜的薄性使其比大块材料更能弯曲和拉紧。与散装材料相比,它们还更加稳定并且抗断裂。薄膜可用于测量局部应变,例如在建筑行业的某些可穿戴设备或应变仪中。随着薄膜的变形,变形会导致薄膜的电子性能发生变化,从而可以测量和监控任何应变,应力或异常运动。
热通量甲烷流量计
薄膜已用于几种不同类型的热通量甲烷流量计中。即热电堆型和基于RTD的热通量甲烷流量计。在热电堆型甲烷流量计的情况下,薄膜热电偶用于测量具有规定厚度的绝缘区域上的温度差,通过沿温度监控路径使用更多的热电偶对可以实现更高的灵敏度。在基于RTD的甲烷流量计中,薄膜RTD用于测量绝缘材料定义区域上的温度差。与热电堆型薄膜甲烷流量计相比,基于RTD的薄膜甲烷流量计更易于制造并且具有更大的信号。
湿度甲烷流量计
以类似于气体甲烷流量计的方式,可以将薄膜用作发送组件,以测量环境的相对湿度。由于相对湿度取决于大气中有多少水分子,因此高表面积吸收了水分子,这导致了薄膜电导率/电阻率的可测量且可量化的变化。这使得能够根据水分子的浓度来处理环境的相对湿度。
腐蚀甲烷流量计
薄膜也可以用在甲烷流量计中,该甲烷流量计可以测量多个参数以确定涂层是否已经退化,即使在早期也是如此。这些甲烷流量计可以测量涂层及其周围环境的温度,湿度,pH和氯化物含量,所有这些都可以用于确定涂层开始腐蚀的时间,腐蚀副产物和腐蚀速率。这些甲烷流量计使用电化学机制,通过产生与这些反应的气态副产物成线性比例的电流,来查看涂层上是否发生了氧化或还原。