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關(guān)于世界首款可同時測定流體中pH和氯離子傳感器的介紹

點擊: 次 時間:2017-03-23 10:32

一、概述

Imec和Holst中心(比利時魯汶和荷蘭埃因霍溫)的研究人員開發(fā)了世界第一款可同時測定流體中pH和氯離子(Cl-)水平的微型傳感器。這種創(chuàng)新對于在環(huán)境監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和個性化醫(yī)療診斷等應(yīng)用中的離子濃度的精確長期測量是必須的。

二、詳細(xì)介紹

借助系統(tǒng)單芯片(SoC)整合的可能性,此傳感器可以在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)置中實現(xiàn)大規(guī)模和具成本效益的部署。其創(chuàng)新的電極設(shè)計與當(dāng)今用于測量單離子濃度的標(biāo)準(zhǔn)組件相比具有相似或更好的性能,并允許進(jìn)行其他的離子測定。

Imec表示,基于離子選擇性膜的傳感器被認(rèn)為是在許多應(yīng)用中測量離子濃度的「金標(biāo)準(zhǔn)」,例如水質(zhì)、農(nóng)業(yè)和分析化學(xué)。它們由兩個電極——帶膜的離子敏感電極(ISE)和參考電極(RE)組成。當(dāng)這些電極浸入流體中時,產(chǎn)生與流體中離子活度的對數(shù)成比例的電勢、從而構(gòu)成濃度的量度。然而,這種傳感器的精度取決于小型化RE的長期穩(wěn)定性,Imec說現(xiàn)在已經(jīng)攻克了這一難題。

“這種設(shè)計的常見問題是離子從內(nèi)部電解質(zhì)中浸出,導(dǎo)致傳感器隨時間漂移。”Imec/Holst中心高級研究員MarcelZevenbergen說。“為了抑制這種浸出,我們設(shè)計和制造了具有微流體通道作為結(jié)的RE,并與在硅基板上制造的固態(tài)氧化銥(IrOx)和氯化銀(AgCl)電極組合,分別作為pH和Cl-的指示電極。我們的測試證明這是一個長期穩(wěn)定的解決方案,傳感器表現(xiàn)出與現(xiàn)有方案相同或更好的靈敏度、精度和響應(yīng)時間,且同時還小得多、以后還可能更便宜。”

“我們?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)提供突破性的感測和分析解決方案,”荷蘭Imec常務(wù)董事John Baekelmans表示。“這個新的多離子傳感器是Holst中心目前正與合作伙伴開發(fā)的、用于形成物聯(lián)網(wǎng)感官的系列產(chǎn)品之一。對于每個傳感器來說,目標(biāo)是以能大規(guī)模生產(chǎn)、可無線通信、功耗優(yōu)化和小型化的封裝,提供優(yōu)于現(xiàn)有領(lǐng)先技術(shù)傳感器性能的性能。”

(內(nèi)容來源物聯(lián)網(wǎng)在線)



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