CN114813837A - 生物柴油品质传感器及其制作方法和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生物柴油品质传感器及其制作方法和具有该生物质柴油品质传感器的车辆。该生物柴油品质传感器包括：导电片和安装座，所述导电片的一端表面上附着有稀土氧化物涂层；所述安装座设置在所述导电片上并具有与生物柴油的盛装容器相对应的连接部，所述安装座与所述导电片相互绝缘。该生物柴油品质传感器中，导电片上设有稀土氧化物涂层，稀土氧化物可催化醇类物质反应产生OH‑，醇类物质可进一步与OH‑反应产生电子，形成电动势。进而，通过监测稀土氧化物涂层与零电位相比电动势的变化，即可判断生物柴油中是否存在醇类物质，达到监控车辆燃料品质的目的。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，具体而言，本发明涉及生物柴油品质传感器及其制作方法和具有该生物质柴油品质传感器的车辆。
背景技术
生物柴油是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪，通过不同的化学反应制备出来的一种环保燃料。生物柴油的闪点高、十六烷值高，燃烧性好；且生物柴油中不含硫，不会损坏汽车发动机和后处理系统。
生物柴油在制备过程中会不可避免地产生丙三醇，这种物质汽车发动机积碳增多，影响发动机工作。然而，现有的检测生物柴油中丙三醇的手段仍有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出生物柴油品质传感器及其制作方法和具有该生物质柴油品质传感器的车辆。该生物柴油品质传感器可以检测生物柴油中存在的丙三醇，达到监控车辆燃料品质的目的。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种生物柴油品质传感器。根据本发明的实施例，该生物柴油品质传感器包括：导电片，所述导电片的一端表面上附着有稀土氧化物涂层；安装座，所述安装座设置在所述导电片上并具有与生物柴油的盛装容器相对应的连接部，所述安装座与所述导电片相互绝缘。
根据本发明上述实施例的生物柴油品质传感器中，导电片上设有稀土氧化物涂层，稀土氧化物可催化醇类物质(如丙三醇)反应产生OH-，醇类物质可进一步与OH-反应产生电子，形成电动势。进而，通过监测稀土氧化物涂层与零电位相比电动势的变化，即可判断生物柴油中是否存在醇类物质，达到监控车辆燃料品质的目的。
另外，根据本发明上述实施例的生物柴油品质传感器还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述安装座包括壳体，所述壳体内限定有容纳空间，所述导电片设在所述容纳空间内，且两端伸出所述壳体。
在本发明的一些实施例中，所述壳体的一端为外六角结构，所述壳体的另一端具有外螺纹，所述外螺纹形成所述连接部。
在本发明的一些实施例中，所述壳体为导电材质。
在本发明的一些实施例中，所述安装座还包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和所述第二限位块分别设在所述导电片的两端，以对所述导电片进行固定，并封闭所述容纳空间。
在本发明的一些实施例中，所述第一限位块与所述导电片之间为过盈配合或者间隙配合；所述第二限位块与所述导电片之间为过盈配合或者间隙配合。
在本发明的一些实施例中，所述第一限位块和所述第二限位块均采用绝缘材质制成。
在本发明的一些实施例中，所述第一限位块和所述第二限位块均采用氧化锆制成。
在本发明的一些实施例中，所述安装座还包括绝缘填充材料，所述绝缘填充材料设在所述容纳空间内，以填充所述容纳空间内所述导电片与所述壳体之间的空隙。
在本发明的一些实施例中，所述导电片的中部具有缺口。
在本发明的一些实施例中，所述稀土氧化物涂层为La2O2CO3涂层，所述La2O2CO3涂层的厚度为1～50μm。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制作上述实施例的生物柴油品质传感器的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)在导电片一端的表面上形成稀土氧化物涂层；(2)将形成有所述稀土氧化物涂层的导电片安装在安装座上，得到所述生物柴油品质传感器。由此，该方法可以简便高效地制备前述的生物柴油品质传感器，且易于规模化生产。
另外，根据本发明上述实施例的制作生物柴油品质传感器的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，步骤(1)进一步包括：将含有稀土氧化物颗粒的浆料涂覆至所述导电片的一端表面，并进行烧制，以便在所述导电片一端的表面上形成所述稀土氧化物涂层。
在本发明的一些实施例中，所述稀土氧化物颗粒的直径为1～5μm，所述含有稀土氧化物颗粒的浆料的粘度为200～300Pa·s；所述烧制采用的温度为800～900℃、进行的时间为10～20min。
在本发明的一些实施例中，所述安装座包括壳体，所述壳体内限定有容纳空间，步骤(2)进一步包括：将导电片装入所述容纳空间，且两端伸出所述壳体，在所述容纳空间的一端开口处安装第一限位块，从所述容纳空间另一端的开口处装入绝缘填充材料，并在所述容纳空间另一端的开口处压装第二限位块，以将所述绝缘填充材料压碎，得到所述生物柴油品质传感器。
在本发明的再一方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆包括上述实施例的生物柴油品质传感器。由此，该车辆可以对燃料中的醇类物质进行检测，从而监控燃料品质。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的生物柴油品质传感器的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的生物柴油品质传感器的结构爆炸图；
图3是根据本发明一个实施例的生物柴油品质传感器的结构侧视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
另外，需要说明的是，在本发明中，“稀土氧化物”可做广义理解，本领域技术人员了解，稀土氧化物中常含有掺杂元素，在本发明定义的稀土氧化物中，也可以含有除稀土元素、氧元素之外的其他元素。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种生物柴油品质传感器。根据本发明的实施例，参考图1～3，该生物柴油品质传感器包括：安装座10和导电片20。其中，导电片20的一端表面上附着有稀土氧化物涂层21，安装座10设置在导电片20上并具有与生物柴油的盛装容器相对应的连接部，安装座10与导电片20相互绝缘。
如前所述，稀土氧化物可催化醇类物质(如丙三醇)反应产生OH-，醇类物质可进一步与OH-反应产生电子，形成电动势。以丙三醇为例，丙三醇与OH-反应产生电子涉及的反应如下：
C3H8O3+8OH-→2CO3 2-+CO2 2-+8H2O+8e-
进而，通过监测稀土氧化物涂层与零电位相比电动势的变化，即可判断生物柴油中是否存在醇类物质，达到监控车辆燃料品质的目的。
根据本发明的一些实施例，形成稀土氧化物涂层的材料优选为氧化镧，并进一步优选为含La2O2CO3相的氧化镧。镧基材料与醇类物质的反应活性更高，采用镧基材料形成稀土氧化物涂层，可进一步提高生物柴油品质传感器对醇类物质识别的灵敏度。
下面进一步对根据本发明实施例的生物柴油品质传感器进行详细描述。
根据本发明的一些实施例，安装座10包括壳体10a，壳体10a内限定有容纳空间，导电片20设在壳体10a的容纳空间内，且两端伸出壳体10a。
根据本发明的一些实施例，壳体10a的一端为外六角结构，壳体10a的另一端具有外螺纹，该外螺纹形成上述连接部。由此，更便于将生物柴油品质传感器安装在不同位置，例如可以安装在车辆的燃油箱或者燃油滤清器上，以便于对燃油中的醇类物质进行检测。
根据本发明的一些实施例，壳体10a为导电材质，例如可以采用金属材质或其他具有良好导电性能物质。由此，壳体10a可以起到“搭铁”的作用，以便在燃油流经生物柴油品质传感器时，将产生的静电引走，避免静电对燃油中醇类物质的检测造成影响。
根据本发明的一些实施例，导电片20优选为金属材质。
根据本发明的一些实施例，上述安装座还包括第一限位块30和第二限位块40，第一限位块30和第二限位块40分别设在导电片20的两端，以对导电片20进行固定，并封闭壳体10a的容纳空间
根据本发明的一些实施例，第一限位块30和第二限位块40均采用绝缘材质制成，以避免静电对醇类物质检测的影响。优选地，第一限位块30和第二限位块40的材质相同。
更优选地，根据本发明的一些实施例，第一限位块30和第二限位块40均采用氧化锆制成。发明人发现，燃油流经某些绝缘材料(如塑料、橡胶等)时可能摩擦产生静电，虽然电流很小，但也可能影响醇类物质的检测。而采用氧化锆材质的第一和第二限位块，则可以有效避免摩擦起电，进而避免静电影响醇类物质的检测。
根据本发明的一些实施例，第一限位块30与导电片20之间可以为过盈配合或者间隙配合；第二限位块40与导电片20之间为可以过盈配合或者间隙配合。优选地，第一限位块30、第二限位块40与导电片20之间过盈配合，由此，固定稳定性更佳。
根据本发明的一些实施例，导电片20的中部具有缺口22。该缺口22可用于在壳体10a的容纳空间内设置绝缘填充材料后，与容纳空间内的绝缘填充材料配合起到对导电片20进行限位的作用。
根据本发明的一些实施例，稀土氧化物涂层21为La2O2CO3涂层，La2O2CO3涂层的厚度可以为1～50μm，例如1μm、2μm、5μm、8μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm等。通过采用上述材料的稀土氧化物涂层21并控制稀土氧化物涂层21的厚度在上述范围，可以进一步有利于稀土氧化物催化醇类物质反应产生OH-，以便于醇类物质进一步与OH-反应产生电子，形成电动势。
另外，需要说明的是，上述电动势变化的监测，可以通过将常见的电动势检测设备连接至本发明的生物柴油品质传感器中的导电片20来实现，在此不再赘述。
进一步地，电动势检测设备可向车载电脑发送信号，车载电脑根据电动势绝对值的大小，判断燃油中的醇类物质含量是否超过预设值，当燃油中的醇类物质含量超过预设值时，车载电脑可通过车辆仪表显示消息，例如显示“燃油中醇类物质含量过高”的消息。
具体的，发明人发现，燃油中存在的醇类物质所引起的稀土氧化物涂层与零电位相比的电动势变化，与稀土氧化物涂层的面积相关。根据本发明的一些实施例，当稀土氧化物涂层面积为30mm2时，电动势检测设备检测到稀土氧化物涂层与零电位相比的电动势变化的绝对值大于0.37V，即指示燃油中的醇类物质含量超过了2％。另外，需要说明的是，基于不同的稀土氧化物涂层的面积，指示燃油中的醇类物质含量超过了2％的电动势绝对值可能不为0.37V，具体的稀土氧化物涂层面积与电动势绝对值对应关系可通过试验获得。例如，可以制作不同稀土氧化物涂层面积的生物柴油品质传感器，用其检测已知醇类物质含量(例如2％)的生物柴油，并检测稀土氧化物涂层与零电位相比电动势变化的绝对值，以便获得稀土氧化物涂层面积与电动势绝对值的对应关系。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制作上述实施例的生物柴油品质传感器的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)在导电片一端的表面上形成稀土氧化物涂层；(2)将形成有稀土氧化物涂层的导电片安装在安装座上，得到生物柴油品质传感器。由此，该方法可以简便高效地制备前述的生物柴油品质传感器，且易于规模化生产。
具体的，根据本发明的一些实施例，首先，可以先将第一限位块30安装在壳体10a上，然后在壳体10a内装入导电片20和绝缘填充材料50。其中，绝缘填充材料50为块状，后续，通过安装第二限位块40，可以将绝缘填充材料压碎，从而填充在导电片20与壳体10a之间的空隙中，并结合导电片中部的缺口22，实现导电片20的过盈固定。具体的，绝缘填充材料例如可以采用滑石粉，由此，可以将滑石粉块装入壳体10a的容纳空间内，然后通过安装第二限位块40，将滑石粉块压碎，使滑石粉填充在在导电片20与壳体10a之间的空隙中。
另外，对于导电片20上稀土氧化物涂层21的形成方式，可以先将含有稀土氧化物的浆料涂布在导电片20一端的表面，然后在800～900℃下烧制15min，从而得到固定的稀土氧化物涂层。含有稀土氧化物的浆料中，稀土氧化物的颗粒直径优选为1～5μm(更优选为3μm)，浆料粘度优选为200～300Pa·s。
在本发明的再一方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆包括上述实施例的生物柴油品质传感器。由此，该车辆可以对燃料中的醇类物质进行检测，从而监控燃料品质。
另外，需要说明的是，该车辆还具有前文针对生物柴油品质传感器所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (16)
1.一种生物柴油品质传感器，其特征在于，包括：
导电片，所述导电片的一端表面上附着有稀土氧化物涂层；
安装座，所述安装座设置在所述导电片上并具有与生物柴油的盛装容器相对应的连接部，所述安装座与所述导电片相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述安装座包括壳体，所述壳体内限定有容纳空间，所述导电片设在所述容纳空间内，且两端伸出所述壳体。
3.根据权利要求2所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述壳体的一端为外六角结构，所述壳体的另一端具有外螺纹，所述外螺纹形成所述连接部。
4.根据权利要求2所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述壳体为导电材质。
5.根据权利要求2所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述安装座还包括第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和所述第二限位块分别设在所述导电片的两端，以对所述导电片进行固定，并封闭所述容纳空间。
6.根据权利要求5所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述第一限位块与所述导电片之间为过盈配合或者间隙配合；所述第二限位块与所述导电片之间为过盈配合或者间隙配合。
7.根据权利要求5所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述第一限位块和所述第二限位块均采用绝缘材质制成。
8.根据权利要求7所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述第一限位块和所述第二限位块均采用氧化锆制成。
9.根据权利要求2所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述安装座还包括绝缘填充材料，所述绝缘填充材料设在所述容纳空间内，以填充所述容纳空间内所述导电片与所述壳体之间的空隙。
10.根据权利要求9所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述导电片的中部具有缺口。
11.根据权利要求1所述的生物柴油品质传感器，其特征在于，所述稀土氧化物涂层为La2O2CO3涂层，所述La2O2CO3涂层的厚度为1～50μm。
12.一种制作权利要求1～11任一项所述的生物柴油品质传感器的方法，其特征在于，包括：
(1)在导电片一端的表面上形成稀土氧化物涂层；
(2)将形成有所述稀土氧化物涂层的导电片安装在安装座上，得到所述生物柴油品质传感器。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：将含有稀土氧化物颗粒的浆料涂覆至所述导电片的一端表面，并进行烧制，以便在所述导电片一端的表面上形成所述稀土氧化物涂层。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述稀土氧化物颗粒的直径为1～5μm，所述含有稀土氧化物颗粒的浆料的粘度为200～300Pa·s；所述烧制采用的温度为800～900℃、进行的时间为10～20min。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述安装座包括壳体，所述壳体内限定有容纳空间，步骤(2)进一步包括：将导电片装入所述容纳空间，且两端伸出所述壳体，在所述容纳空间的一端开口处安装第一限位块，从所述容纳空间另一端的开口处装入绝缘填充材料，并在所述容纳空间另一端的开口处压装第二限位块，以将绝缘填充材料压碎，得到所述生物柴油品质传感器。
16.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1～11任一项所述的生物柴油品质传感器，或者权利要求12～15任一项所述的方法制作得到的生物柴油品质传感器。
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