饮用水水质在线监测多参数集成微传感器研究

基本信息
批准号:61671433
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:边超
学科分类:
依托单位:中国科学院空天信息创新研究院
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:佟建华,高成耀,李一锦,周波,沈海磊,马灵威
关键词:
多功能综合传感器微传感器集成电化学微传感器
结项摘要

In this project, the key technologies of multi-parameter integrated microsensor will be researched for online distributed drinking water quality monitoring. The sensing materials, sensing mechanism and fabrication techniques of pH, ORP, nitrate, temperature and electrical conductivity will be studied. Multi-parameter integrated microsensor based on MEMS will be developed to overcome the problems of traditional sensors, such as big in size, high power consumption, detection by discrete devices, frequent maintenance, with secondary pollution, etc. Solid-state multi parameter sensitive electrode and the reference electrode will be developed by researching on novel nano oxide materials and by researching on the fabrication and packaging method of solid electrolyte in the micro scale. The characters of anti pollution, selectivity and stability of the microsensor could be improved by exploring the synergistic sensitization mechanism of composite nano materials. Nitrate could be directly detected in drink water by using micro nano composite structure to promote the electron transfer efficiency of electrochemical electrodes. The method of multi-parameter on-line mutual calibration can be established by studying the method of multi-parameter integration and multi-sensor fusion . And the detection accuracy of the sensor can be improved. To improve the stability of the sensor, the on-line renewal method of the electrode will be studied. Miniaturized solid state multi-parameter integrated water quality online monitoring sensor and system with good performance of anti pollution and stability will be developed, which will provide effective technical support for the continuous online monitoring of the drinking water.

面向饮水安全分布式在线监测需求,针对饮用水关键指标pH、ORP、硝酸盐、温度、电导率,对多参数集成微传感器的关键技术开展研究。通过对传感器敏感材料、敏感机理以及制备工艺的研究,结合微加工技术,研制多参数集成的水质在线监测传感器,克服现有传感器体积大、功耗高、分立检测、维护频繁、存在二次污染等诸多问题。探索新型氧化物纳米材料以及电解质微尺度区域固相化加工、封装方法,实现全固态的多参数敏感电极和参比电极;探索复合纳米材料的协同增敏机制,提高抗污染、选择性和稳定性;利用微纳复合结构对电化学电极电子传递效率的促进作用,实现水中硝酸盐离子的直接检测;研究多参数集成与功能融合方法,研究并建立多参数在线相互校准的方法,提高测试的准确性;研究电极表面在线更新的方法,提高系统的稳定性;最终研制出微型化、全固态、抗污染、稳定性好的多参数集成水质在线监测传感器与系统,为饮用水的在线连续监测提供有效的技术支撑。

项目摘要

课题面向饮用水水质的现场、在线监测需求,针对水质关键指标,对多参数集成微传感器的关键技术开展研究。课题研究了多参数水质监测传感器的敏感机理和信号转换机制,研究水质检测敏感材料以及简单、可控的敏感膜制备方法,研究多参数传感器结构、材料、加工方法的兼容化和协同化设计,结合微加工技术,研制了水质多参数集成微传感芯片,集成pH敏感电极、固态参比电极,以及电导率、温度、氧化还原电位(ORP)传感电极以及超微阵列电极,其中超微阵列电极根据敏感膜修饰的不同能够实现硝酸盐、溶解氧、重金属铜离子等的检测。研制的水质多参数集成微传感器与系统提高了水质检测传感器的集成度,克服了现有检测系统体积大、功耗高、分立检测、存在二次污染等问题,为水质的现场快速检测提供了一种有效的技术。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析

DOI:10.14188/j.1671-8844.2019-03-007
发表时间:2019
3

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

原发性干燥综合征的靶向治疗药物研究进展

DOI:10.13376/j.cbls/2021137
发表时间:2021
4

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022
5

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020

相似国自然基金

1

基于集成学习的多传感器选择和在线人体行为识别研究

批准号:61502360
批准年份:2015
负责人:曹菁菁
学科分类:F06
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

多参数集成微型生物医学传感器技术的研究*3

批准号:68971025
批准年份:1989
负责人:吕维雪
学科分类:F0123
资助金额:4.00
项目类别:面上项目
3

面向水质多参数在线检测的紫外-可见光谱影响机理及提升测量稳定性方法研究

批准号:61805029
批准年份:2018
负责人:汤斌
学科分类:F0510
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

集成GPS的多传感器精密动态变形监测关键技术研究

批准号:40704002
批准年份:2007
负责人:戴吾蛟
学科分类:D0401
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目