收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

实时电化学多传感器技术研究

何保山  
【摘要】:为实施多组份混合气体的系统识别,常用的是选取多个气体传感器组成阵列,与模式识别技术结合形成气体辨识系统。尽管这一方法可行,但影响系统性能的可能因素较多,需要确定一个准确的数学模型,实用难度颇大。 本工作使用单个气敏微电极,融合计算机控制的电位调制方法和数掘采集、转换、处理功能,提出并建立了一种新的用于快速平行检测多组份气体的电化学多传感器技术。 选取呼吸气体中氧和二氧化碳的快速平行检测为研究实例。根据O_2和CO_2共存气体在非水介质中交叉反应动力学研究,氧的单电子还原产物超氧离子O_2~(·-)与CO_2分子的快速亲核加成反应: 2O_2~(·-)+2CO_2+C_2O_6~(2-)+O_2 (1)通过计算机软件编程设计一个特定的调制电位—时间波形作为Pt气敏微电极(直径60μm)上的动态激励信号,以控制工作电极的调制极化程序并执行电化学暂态响应信号的采集和处理。动态检测在室温下自动进行,实时采集的数据可储存。在起始的阴极电位脉冲期间,O_2在含有0.1mol/L高氯酸四乙基铵的二甲亚砜溶液中被完全还原为超氧离子O_2~(·-)部分O_2~(·-)与在非水介质中的CO2按反应式(1)迅速反应,剩余的O_2~(·-)在随后的阳极脉冲电位期间被反向氧化为O_2。据此,只要采集某一瞬间相应的暂态响应电流信号,就能快速联合检测O_2和CO_2气体组份的浓度,也即同一气敏元件(电极)在被施加阴、阳极电位脉冲时显现出不同的气敏响应特性,相当于O_2和CO_2两个气体传感器在单个气敏电极上集成,具有双组份气体传感器的功能。O_2的检测范围不受限制,CO_2检测范围大致在0~12%v/v,检测灵敏度在低CO_2浓度增高。一次测量时间快达几十毫秒。连续检测稳定性好。 对于组份大于2的多组份气体的快速平行检测,上述电化学多传感器技术原理完全适用。建立这一多传感器技术的关键和难点是发现并掌握待测多组份气体发生交叉反应的特定条件与动力学特性,由此将对多组份气体交叉敏感的致命缺陷转化为有用的动力学条件,从中探寻使用单个气敏微电极快速平行检测多组份气体的动力学关系和控制条件。这也是进一步弄清电化学暂态响应机制及优化多组份气体传感器性能的理论依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;加快医疗设备传感器的研制,拥有自主知识产权[J];传感器世界;2002年10期
2 ;用于消费电子领域的双轴向传感器[J];今日电子;2004年07期
3 葛君山;;传感器实验教学初探[J];科技创新导报;2008年33期
4 卞正岗;;传感器技术和市场发展趋势[J];软件;2008年02期
5 傅建红;胡绍忠;;浅析传感器发展的新趋势[J];科技广场;2009年03期
6 朱金凤;;传递现状 感知未来——传感器技术专题探讨[J];国内外机电一体化技术;2009年06期
7 韦鸿;党运风;;基于工学结合模式的传感器与检测技术课程建设探讨[J];教育教学论坛;2012年30期
8 于洋;刘亮;;人体传感器在客运汽车和校车上的应用[J];农机使用与维修;2013年08期
9 孙良彦;;国外半导体气体传感器件发展概况[J];仪器制造;1980年04期
10 张文泉;;传感器技术浅谈[J];遥测技术;1983年04期
11 黄西培;;关于发展我国传感器技术的几点看法[J];仪表工业;1986年04期
12 蔡道松;;传感器技术现状及其发展方向[J];湖南有色金属;1987年05期
13 张德武;传感器敏感材料[J];中国仪器仪表;1995年02期
14 ;《传感器世界》月刊1996年总目录[J];传感器世界;1996年12期
15 王沧;;一种传感器件演示仪的制作[J];电子制作;1997年12期
16 ;传感器[J];电子科技文摘;2001年11期
17 瞿贵荣;;几种实用微波传感器件[J];电子制作;2001年03期
18 梁倩,刘继桥,施翔春;微型立方反射传感器的设计与应用[J];激光与光电子学进展;2004年10期
19 周燕;朱家兴;王威廉;;洞穴水滴传感器研制及其参数测试[J];传感器世界;2006年06期
20 王宇飞;邱怡申;陈曦曜;韩一石;倪波;;基于迈克耳孙干涉仪的二维光子晶体传感器[J];光学学报;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 张美;代吉祥;杨明红;周树民;周培;;基于表面等离子体共振的钯膜氢气传感器的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 王策;李振宇;张弘楠;王威;宋晓峰;王煜;王兆杰;;电纺丝纳米纤维在传感器件上的应用与展望[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年
3 宋世娇;安俊明;赵雷;王亮亮;吴远大;胡雄伟;;硅纳米槽微环传感器的优化[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 陈峰;章德;谢中华;;SAW质量传感器的实验研究[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年
5 胡建人;秦会斌;;特种CCD传感器及系统研发策略研究[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
6 全宝富;何月华;王彪;梁喜双;钟铁钢;;固体电解质CO_2传感器的研究与进展[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈庆梅;细胞网络和组织传感器及其在嗅觉时空信号分析中的应用研究[D];浙江大学;2011年
2 高仁璟;微质量传感器及其微带传输天线的结构设计[D];大连理工大学;2011年
3 殷燕子;耐温光纤布拉格光栅传感器涂层的研究[D];武汉理工大学;2012年
4 陆跃翔;多功能材料在光学阵列传感器中的应用研究[D];清华大学;2013年
5 顾江华;金属薄膜厚度和光学常数测量及对称金属包覆波导振荡场传感器的研究[D];上海交通大学;2008年
6 吴春生;仿生嗅觉细胞及受体传感器的研究[D];浙江大学;2009年
7 苗圃;Love波传感器及其参数研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
8 李侃;FBAR微质量传感器若干关键问题的研究[D];浙江大学;2011年
9 杨天夫;有机聚合物平面光波导生化传感器的优化设计与制备[D];吉林大学;2014年
10 张海娟;基于离子液体与纳米多孔材料的VOCs传感器及阵列技术[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 封磊;冰箱探霜传感器的研制与试验研究[D];华中科技大学;2012年
2 郭旭艳;感应式磁力计的传感器及其前置电路的分析和设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 张静;基于谐振腔式氢气传感器检测浓度的算法研究[D];电子科技大学;2011年
4 周厚江;基于分子印迹聚合物识别的流通式化学发光传感器的研究[D];西南师范大学;2005年
5 汪志辉;基于化学敏感场效应传感器的设计与研究[D];赣南师范学院;2008年
6 王常亮;桥梁结构健康监测传感器比选及优化配置研究[D];武汉理工大学;2010年
7 段萱苡;测热式和风速计一体化传感器的研究[D];浙江大学;2006年
8 张少华;表面等离子体波传感器数值仿真及其检测应用研究[D];南京航空航天大学;2012年
9 熊军成;微型氢气传感器驱动设计及信号检测技术研究[D];电子科技大学;2009年
10 陆冰;实用无线传感器网络系统设计及通信协议的设计与实现[D];北京邮电大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 中国第十三冶金建设公司 薛志;浅谈传感器的功能及应用[N];山西科技报;2003年
2 本报记者 陈炳欣;传感器创新进入“高发期”[N];中国电子报;2013年
3 刘晓;新传感器,用科技“感知”未来[N];江阴日报;2010年
4 记者 过国忠;美新半导体(无锡)公司微纳传感器技术获多项突破[N];科技日报;2010年
5 赛迪顾问研究员 李东宏;2003年我国传感器销售额达186亿元[N];中国电子报;2004年
6 电子科技大学教育部传感器技术重点实验室 杨邦朝 将亚东;传感器应用“感知世博”[N];中国电子报;2010年
7 本报记者 韩霁;报效国家不需要理由[N];经济日报;2012年
8 特约记者 李东才 驻武汉记者 黎江东;光纤高温传感器达到国际领先水平[N];中国建材报;2001年
9 通讯员 沈秋萍 诸力 本报记者 袁达珍 王芳;感知周庄传感情愫[N];江苏经济报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978