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電磁流量計

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淺析碳納米類型電磁流量計的應用和優勢

來源:作者:發表時間:2019-12-04 15:54:03

    電磁流量計是設計用于檢測或量化物理化學特性(例如壓力,溫度,濃度,聲級或光)的設備。該過程通常通過將測量因子轉換為電流來介導。

红龙德州app下载    通過對信號的靈敏度,響應速度,設備的成本效益,大批量生產的能力及其可靠性來評估電磁流量計。

    電磁流量計在從汽車電磁流量計到生物醫學設備的廣泛領域中找到應用。對電磁流量計的不斷增長的需求促使人們對諸如納米管電磁流量計等新技術和新材料進行深入研究。

    優點
    納米技術可以生產微型電磁流量計,這些電磁流量計不僅很小,而且對微小的信號非常敏感。結果,它們給設備增加了很小的重量,使用了有限的功率并且具有成本效益。最初的納米電磁流量計是由無機半導體制成的,但是碳納米管(CNT)的出現改變了電磁流量計研究的世界。

 

電磁流量計 (2).jpg

 

红龙德州app下载    碳納米管在較新的電磁流量計中是獨特的,因為它們固有地重量輕,體積小,強度高,對熱和電能均具有高導電性,并且具有較高的比表面積(表面積與質量之比)。

    CNT是石墨層,已被卷起來形成圓柱管。已經合成了單壁和多壁納米管(分別為SWNT和MWNT)。

    金屬碳納米管的價值在于它們內部的彈道電子傳輸。這意味著電子會在電子管的較長長度上發射而不會發生散射。換句話說,MWNTs可以在高達250 o C的溫度下長時間保持最小的發熱,電阻變化或形式變化,傳輸高達10 A / cm 2的高電流。

    應用領域
红龙德州app下载     CNT電磁流量計的使用基于其電性能發生的變化,這些變化是響應其他參數(例如溫度或氣體吸附)的任何變化以及其獨特的特性而產生的。

    溫度電磁流量計
    它們已被用作小型溫度電磁流量計,通過其電氣特性的變化來響應溫度的變化。

    氣體電磁流量計
    類似地,氣體吸附會導致CNT的電性能發生極其迅速和敏感的變化,從而使其能夠用作檢測微量化學蒸氣的納米級電磁流量計。與傳統的固態電磁流量計相比,響應時間至少高出一個數量級。

红龙德州app下载    這些電磁流量計非常小,可以保持在室溫下。它們可用于毒品或爆炸物檢測,例如,小型廉價電磁流量計可以安裝在敏感設施或擁擠但安全密集的地方(如機場)中。

    但是,由于濕度,溫度和流速的變化,這種電磁流量計也會受到干擾。擴散不良的氣體無法很好地檢測到。而且,它們不能準確地區分混合物中的氣體。

    通過使用氣體電離電磁流量計可以克服這些障礙,該電磁流量計可以分解CNT尖端處的氣體。這些電磁流量計非常靈敏,可以在低功率下用于基于氣體吸附的快速化學傳感。

    壓阻電磁流量計
    壓阻電磁流量計已被設計為利用各向同性的CNT,在應變,不同位置和不同方向上,基于CNT電子特性的變化來檢測應變。

    壓力電磁流量計
    可調壓力電磁流量計基于SWNT中壓力下從金屬到半導體的過渡。

    流量電磁流量計
红龙德州app下载     流量電磁流量計利用了響應于流體流量的電信號變化,因為流體流中的極性粒子會導致庫侖場發生波動,進而導致自由載流子的直接散射。

    生物電磁流量計
    MWNT已開發出生物電磁流量計,可用于監測體溫,脈搏,血糖水平并診斷疾病,檢測炎癥或癌基因,修復受損細胞,甚至充當起搏器。

红龙德州app下载    這樣的電磁流量計避免了侵入性手術并且不會引起炎癥

    環境氣體電磁流量計
红龙德州app下载     使用此類電磁流量計可以跟蹤空氣污染源并評估空氣質量。

    食物腐敗電磁流量計
    通過將CNT噴在諸如塑料食品包裝膜之類的柔性塑料表面上,用于檢測食品變質的電磁流量計也已經實現了可視化。然后,這些納米管充當電磁流量計來檢測指示腐爛的化學物質。這有助于控制食品質量。

    其他類型的電磁流量計
    CNT還可以用作光學,應力,應變和位置電磁流量計。

红龙德州app下载    其他應用領域包括汽車工業,農業(例如監測溫室中的相對濕度或將液態化學物質應用于植物)和漁業(保持魚缸中的pH值和水質)。

    在納米管電磁流量計的應用中,仍然要解決許多挑戰,包括以純凈形式生產CNT,完善生長方式和控制表面生長。解決這些生產參數問題和生長問題的方法,避免了結構不穩定(例如過度扭結和屈曲),最重要的是,確認了它們在動物中的安全性。