本申請(qǐng)涉及電力計(jì)量設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)置有石墨烯復(fù)合吸波層的計(jì)量電表。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能已經(jīng)成為一種重要的能源之一，其已經(jīng)廣泛應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域和社會(huì)生活的各個(gè)方面。現(xiàn)代化的建設(shè)、國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高與電力的建設(shè)和發(fā)展息息相關(guān)。

計(jì)量電表是對(duì)電能進(jìn)行計(jì)量的工具，金屬表箱的缺點(diǎn)是無法直接觀看計(jì)量設(shè)備，優(yōu)點(diǎn)是金屬表箱是導(dǎo)體，可以構(gòu)成一個(gè)屏蔽體，起到抗電磁干擾的作用，而塑料表箱可以方便觀察表計(jì)狀況，但是無法抗電磁干擾。

現(xiàn)有電能表采用普通的塑料表殼，不具有抗電磁干擾特性。目前采用高頻輻射干擾器對(duì)電能表進(jìn)行電磁干擾竊電已經(jīng)有漫延之勢(shì)。其利用竊電裝置的大功率無線信號(hào)對(duì)電表的cpu進(jìn)行干擾，使電表不能正常工作，不計(jì)或少計(jì)電量，還可隨時(shí)恢復(fù)電表計(jì)量，這種竊電方法操作時(shí)間短，隱蔽性非常強(qiáng)，在表箱外發(fā)射大功率信號(hào)就能達(dá)到干擾電表的目的，不需改動(dòng)電力設(shè)備和計(jì)量裝置的任何部分，在現(xiàn)場(chǎng)也不留任何痕跡，使竊電稽查人員即使在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)竊電，也無法定性，只能更換電能表，且電能量追補(bǔ)困難重重。有的供電部門為了能全面監(jiān)控用戶，投資大量資金安裝了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，但應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，因上述竊電方法使電表本身少計(jì)電量，系統(tǒng)根本無法判斷其是負(fù)荷減小還是竊電行為，即使能判斷出其正在竊電，馬上去用戶現(xiàn)場(chǎng)核查，也因其竊電器操作時(shí)間短(只需幾秒鐘)，在核查人員趕到時(shí)，還是無法找到任何竊電的線索。由于對(duì)這種高科技智能化竊電方式供電系統(tǒng)尚無有效的防范方式，結(jié)果導(dǎo)致其在某些地方迅速擴(kuò)展，造成線損升高，損失巨大。因此采用防電磁干擾材料設(shè)計(jì)抗干擾電能表箱，以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種內(nèi)置有石墨烯復(fù)合吸波層的計(jì)量電表，以解決上述提出問題。

本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種內(nèi)置有石墨烯復(fù)合吸波層的計(jì)量電表，該計(jì)量電表包括電表箱和設(shè)于電表箱內(nèi)的計(jì)量裝置，該電表箱包括殼體及復(fù)合層，該復(fù)合層包括第一環(huán)氧樹脂層、第二環(huán)氧樹脂層以及設(shè)置于第一環(huán)氧樹脂層和第二環(huán)氧樹脂層之間的復(fù)合吸波層，該復(fù)合吸波層包括第一吸波層、中間層和第二吸波層；上述所述的第一吸波層、第二吸波層均為三元復(fù)合吸波材料制作而成，其中，第一吸波層為聚苯胺/石墨烯/fe3o4吸波層，第二吸波層為聚苯胺/石墨烯/氧化鋁吸波層。

優(yōu)選地，上述的三元復(fù)合吸波材料中，還包含有空心tio2載體，該空心tio2載體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，其是以花粉為模板、水熱法制備的。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本發(fā)明的計(jì)量電表中包含復(fù)合吸波層，該復(fù)合吸波層采用三明治結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中，

1.第一吸波層和第二吸波層為包含石墨烯的三元復(fù)合吸波材料制備，可以對(duì)電磁波的不同頻段進(jìn)行有效吸收，擴(kuò)展了吸波的頻寬，降低了吸波材料的密度；同時(shí)，該三元復(fù)合吸波材料中包含空心tio2載體，其對(duì)于fe3o4、氧化鋁納米粒子起到良好的分散作用，從而避免了納米團(tuán)聚現(xiàn)象，對(duì)于三元復(fù)合吸波材料吸波效應(yīng)的均勻發(fā)揮產(chǎn)生積極效果；

2.該中間層采用擁有優(yōu)越屏蔽性能的鍍銀金屬纖維在高聚物中形成金屬纖維屏蔽網(wǎng)，金屬纖維屏蔽網(wǎng)固化到絕緣塑料和吸波層中間，獲得了更好的屏蔽和吸波效果。

本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明計(jì)量電表的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明電表箱內(nèi)復(fù)合層的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，2-計(jì)量裝置，10-殼體，11-復(fù)合層，111-第一環(huán)氧樹脂層，112-第二環(huán)氧樹脂層，113-第一吸波層，114-中間層，115-第二吸波層。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

本申請(qǐng)的實(shí)施例涉及一種內(nèi)置有石墨烯復(fù)合吸波層的計(jì)量電表，該計(jì)量電表包括電表箱和設(shè)于電表箱內(nèi)的計(jì)量裝置2，該電表箱包括殼體10及復(fù)合層11。

該復(fù)合層11包括第一環(huán)氧樹脂層111、第二環(huán)氧樹脂層112以及設(shè)置于第一環(huán)氧樹脂層和第二環(huán)氧樹脂層之間的復(fù)合吸波層，該復(fù)合吸波層包括第一吸波層113、中間層114和第二吸波層115；

該第一吸波層113設(shè)置在第一環(huán)氧樹脂層111一側(cè)；

該第二吸波層115設(shè)置在第二環(huán)氧樹脂層112一側(cè)；

該中間層114設(shè)置于第一吸波層113和第二吸波層115之間；

該中間層114為金屬纖維屏蔽層。

所述金屬纖維屏蔽層為采用金屬納米線材料制作的金屬纖維屏蔽網(wǎng)；

所述的金屬納米線可以為鐵磁性納米線，比如鐵、鈷、鎳及其合金。同時(shí)，為了增加屏蔽效果可以在鐵磁性金屬納米線表面進(jìn)行鍍銀處理。

所述的第一吸波層113和第二吸波層115為采用三元復(fù)合吸波材料制作的吸波層。

吸波材料能夠?qū)⒄丈涞狡渖系碾姶挪ㄗ優(yōu)闊崮芑蛞蚋缮娑У牟牧?，在現(xiàn)有技術(shù)中，吸波材料一般是由吸收劑和基體材料復(fù)合而成，涉及吸波材料的技術(shù)方案通常在基體材料、吸波劑和復(fù)合材料成型工藝方面，而吸波劑的性能、數(shù)量及匹配條件是該類技術(shù)方案的研究重點(diǎn)。理想的吸波材料具有厚度薄、密度低、吸波頻帶寬和性能可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，金屬和磁性材料等傳統(tǒng)的吸波材料，雖然具有良好的微波吸收性能，但是其密度大、耐腐蝕性能差等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用，本技術(shù)方案中，該吸波層為基于三元復(fù)合吸波材料，包含有聚苯胺和石墨烯，可以對(duì)電磁波的不同頻段進(jìn)行有效吸收，擴(kuò)展了吸波的頻寬，降低了吸波材料的密度。

優(yōu)選地，該第一吸波層113和第二吸波層115的厚度分別為1.5mm、1.5mm，該中間層的厚度為1mm。

具體的，上述所述的第一吸波層、第二吸波層均為三元復(fù)合吸波材料制作而成，其中，第一吸波層為聚苯胺/石墨烯/fe3o4吸波層，第二吸波層為聚苯胺/石墨烯/氧化鋁吸波層，各吸波層中，聚苯胺與石墨烯的質(zhì)量比均為5：1，各吸波層中，fe3o4、氧化鋁均為納米粒子，粒徑為100nm，且，fe3o4、氧化鋁在吸波材料中的質(zhì)量含量分別為9％、11％。

聚苯胺具有結(jié)構(gòu)多樣性、成本低、環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性和高導(dǎo)電性等性質(zhì)，其能夠和某些無機(jī)物或有機(jī)物構(gòu)成復(fù)合材料，其中，聚苯胺與石墨烯都是電損耗型吸波材料，聚苯胺與石墨烯復(fù)合材料具有較大的比表面積，較強(qiáng)的機(jī)械性能及優(yōu)異的導(dǎo)電性，一般將其應(yīng)用于超級(jí)電容器、電極材料領(lǐng)域，很少有技術(shù)方案將其作為吸波材料；在本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，該多元復(fù)合吸波材料中均包含聚苯胺/石墨烯，選取的填料依次為fe3o4、氧化鋁，這樣，每層吸波層均為三元復(fù)合吸波材料，表現(xiàn)良好的吸波效果。

具體的，上述的三元復(fù)合吸波材料中，還包含有空心tio2載體，該空心tio2載體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，其是以花粉為模板、水熱法制備的，然后經(jīng)過退火過程將花粉模板去除，從而形成空心tio2載體，該空心tio2載體能夠均勻吸附三元復(fù)合吸波材料中的fe3o4和氧化鋁納米粒子，通過載體的吸附，能夠避免fe3o4和氧化鋁納米粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象，這對(duì)于三元復(fù)合吸波材料吸波效應(yīng)的均勻發(fā)揮產(chǎn)生積極效果。

此外，二氧化鈦是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體材料，一般表現(xiàn)為光催化性能，用于光催化自清潔材料，或者用于造紙、橡膠等制品中，作為填充劑、著色劑使用，而本申請(qǐng)中，采用水熱法以花粉為模板制備了空心tio2載體，并將其創(chuàng)造性的作為納米填料的載體使用，得益于其特殊的表面結(jié)構(gòu)，在本申請(qǐng)中對(duì)于三元復(fù)合吸波材料的吸波效果的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。

具體的，該空心tio2載體的粒徑為50微米，在第一吸波層、第二吸波層中，該空心tio2載體與fe3o4、氧化鋁的物質(zhì)的量之比分別為1:8、1:7。

優(yōu)選地，本申請(qǐng)的技術(shù)方案還涉及上述第一吸波層、第二吸波層的制備過程：

步驟1，在燒瓶中放入0.6g的石墨粉，將該燒瓶在冰浴條件下，保持溫度為0℃±5℃；然后向燒瓶中緩慢加入濃硫酸，不斷攪拌50min，然后緩慢加入高錳酸鉀2.3g，攪拌1.5小時(shí)；將反應(yīng)體系溫度升高至40℃，攪拌30min；然后用燒杯取500ml的去例子水，并將上述燒瓶中的液體倒入燒杯中與去例子水混合，在62℃下反應(yīng)30min，再向燒杯中加入雙氧水，到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生為止，將反應(yīng)物用6％的hcl離心洗滌至濾液加入bacl2后無沉淀，再用去例子水洗滌離心若干次至金黃色，將產(chǎn)物超聲后冷卻干燥30h，即得石墨烯；

步驟2，取聚苯胺粉末、樟腦磺酸、石墨烯分別為5g、7g、1g混合，然后將混合物放入研缽中，不斷研磨1h，隨后將充分研磨后的混合粉末加入到500ml的n-甲基吡咯烷酮中，磁力攪拌50h，然后將反應(yīng)物離心分離，在80℃下真空干燥48h，即得聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料；

步驟3，篩選出合適直徑的油菜花花粉，用酒精漂洗、干燥，待用；然后，將300ml的去例子水與9g的ti(so4)2混合，攪拌20min，然后向上述去例子水混合物中加入1.2g的氟化銨和3.8g的尿素，攪拌60min，然后將上述干燥的油菜花花粉21.0g加入到上述去例子水混合物中，攪拌20min，將上述去離子水混合物轉(zhuǎn)移到水熱釜中，在180℃下水熱反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束后，收集水熱釜中白色沉淀，并將其清洗干凈，在干燥箱中70℃下干燥20h，然后將其放入馬弗爐中450℃退火2h，480℃退火1h，退火過程中會(huì)將花粉顆粒去除，退火結(jié)束后，得到tio2空心球，即為空心tio2載體；

步驟4，制備吸波層：

聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、空心tio2載體和fe3o4納米粒子按照比例混合，采用溶液共混法制備漿料，將該漿料涂覆在中間層一側(cè)，烘干后形成第一吸波層；

同樣地，取聚苯胺/石墨烯復(fù)合材料、空心tio2載體和氧化鋁納米粒子按照比例混合，采用溶液共混法制備漿料，將該漿料涂覆在中間層的另一側(cè)，烘干后形成第二吸波層；

這樣，中間層、第一吸波層和第二吸波層構(gòu)成復(fù)合吸波層，然后該復(fù)合吸波層再結(jié)合位于兩側(cè)第一環(huán)氧樹脂層、第二環(huán)氧樹脂層構(gòu)成復(fù)合層，將該復(fù)合層設(shè)于電表箱殼體內(nèi)部，構(gòu)成本申請(qǐng)的一種內(nèi)置有石墨烯復(fù)合吸波層的計(jì)量電表，將該計(jì)量電表進(jìn)行屏蔽效應(yīng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)，其屏蔽能力大于10db時(shí)的頻率寬度為17.5ghz，表現(xiàn)為在低頻和高頻段均有良好的電磁屏蔽能力。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。