基于MEMS的多参数传感器与检测系统设计

基于电化学电流检测原理,利用微机电系统(MEMS)技术、电极表面修饰技术以及酶固定化技术,制备了纳米颗粒增强的多参数生物传感器。采用恒电位微电流检测方法,设计制作了配合该系列传感器的多参数检测系统。以葡萄糖参数为例,验证了检测系统的性能,结果表明,该系统与传统电化学工作站测得的数据相比较,在0.5-22mmol/L范围内,相关系数达0.9943。     

基于免泵微流控芯片和电化学检测的便携式生物医学传感器研究

为满足即时检验(point-of-care testing,POCT)在基层和个性化诊疗使用需求,开发了一种免泵式微流控芯片和电化学检测生物医学传感器系统,配合免疫传感器完成了对过氧化氢和前列腺癌标志物的快速检测。系统利用改性处理后聚二甲基硅氧烷芯片通道内毛细作用力,自泵式完成待测试剂混合和流动,采用微型便携式检测设备控制输入信号并通过微电流检测电路设计读取传感器上电流信号,实现快速自动化检测。实验验证了三电极检测电路输出电位稳定,误差不超过1%;通过对双氧水浓度检测实验证明了该检测体系对浓度变化电流动态响应特性良好,输出稳定;检测系统配合生物传感器对前列腺特异性抗原浓度进行定量检测,检测限为1 ng/m L。据我们所知,这是首次利用电化学免泵微流控传感器进行前列腺抗原的检测,本体系结构简单,操作简便,系统有望与多种电化学传感器结合用于多种检测物质的快速智能化POCT检测。     

基于免泵微流控芯片和电化学检测的便携式生物医学传感器

为满足即时检验(point-of-care testing,POCT)在基层和个性化诊疗使用需求,开发了一种免泵式微流控芯片和电化学检测生物医学传感器系统,配合免疫传感器完成了对过氧化氢和前列腺癌标志物的快速检测。系统利用改性处理后聚二甲基硅氧烷芯片通道内毛细作用力,自泵式完成待测试剂混合和流动,采用微型便携式检测设备控制输入信号并通过微电流检测电路设计读取传感器上电流信号,实现快速自动化检测。实验验证了三电极检测电路输出电位稳定,误差不超过1%;通过对双氧水浓度检测实验证明了该检测体系对浓度变化电流动态响应特性良好,输出稳定;检测系统配合生物传感器对前列腺特异性抗原浓度进行定量检测,检测限为1 ng/m L。据我们所知,这是首次利用电化学免泵微流控传感器进行前列腺抗原的检测,本体系结构简单,操作简便,系统有望与多种电化学传感器结合用于多种检测物质的快速智能化POCT检测。     

基于多孔普鲁士蓝/金复合材料的酶电化学传感器的研究

以氢气泡为模板,利用电化学沉积等手段制备微/纳米多孔普鲁士蓝/金复合材料。通过化学修饰将葡萄糖氧化酶固定于复合材料表面,构建具有高灵敏度的电化学葡萄糖传感器,并采用计时电流法研究该传感器对葡萄糖的电化学催化活性。结果表明,该电化学传感器对葡萄糖的响应速度为7 s,检测线性范围为0.05~3.75 mmol/L。此外,该酶传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

监测PCB电镀电流的无线传感器网络

利用计算机、传感器技术和无线通信,设计了用于PCB电镀电流检测的无线传感器网络监测系统.该监控系统以NRF9E5单片机为无线传感器节点核心,运用霍尔电流传感器和检测电路的设计,实现了无线传感器节点与计算机的无线通信.     

基于高灵敏度电化学传感器的有害气体检测系统设计

针对低浓度有害气体实时监测的问题,采用高精度电化学气体传感器,设计了用于检测低浓度CO、NO₂的环境有害气体检测系统,将卡尔曼滤波与小波滤波相结合对存在噪声的微小信号进行提取,并将嵌入式技术与Web技术相结合构建了实时低浓度CO、NO₂的有害气体检测系统。通过研究电化学气体传感器特性,设计了恒电位操作电路和nA级电流检测电路。针对标定过程中存在有害气体污染等问题,设计了更加安全的标定实验。所设计系统实现了10^-6级电化学传感器的驱动、检测、信号处理远传和网络查看监控数据等功能,检测系统具有良好的精度和友好的用户界面。     

基于电化学原理的半导体气体传感器检测技术

本文介绍了一种新的半导体气体传感器的检测方法,在实验室构建了一个判别气体的测试系统,与传统测试方法不同的是,新方法的加在传感器膜上的激励源是变化的,它是用电化学工作站作为传感器膜上的激励源,采用电压/电流激励的方式进行测试,通过大量实验,证明该方法是一种有效的检测气体的手段.     

基于Fourier变换的分布参数系统静态检测传感器的部署

针对实际生活或者工程问题中的分布参数系统多个静态检测传感器的部署问题,给出了多元函数Fourier变换、三角网格感知距离、给定区域检测传感器最少数量的三条相关定理。提出了分布参数系统的状态变量的求解方法以及静态检测传感器的部署方案和部署数量的方法。该方法通过求出齐次分布参数系统的状态变量,给出模型参数的先验估计值取定第一个检测传感器部署位置,再根据传感器感知模型三角网格部署方法确定其他检测传感器的部署位置,最后计算出分布参数系统给定区域检测传感器的最少数量。     

GO/PPy/Pb3O4修饰电极的制备及其在电化学传感中的应用

通过制备氧化石墨烯/聚吡咯/四氧化三铅(GO/PPy/Pb₃O₄)复合材料,用于构建电化学传感器,以实现对对苯二酚的电化学检测。通过利用π-π共轭效应,实现吡咯单体在氧化石墨烯表面的原位聚合。以GO/PPy纳米复合材料为基底,通过水热反应制备得到具有微/纳结构的GO/PPy/Pb₃O₄复合材料。以扫描电镜(SEM),傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)等对复合材料进行表征,用差分脉冲伏安法研究对苯二酚在修饰电极上的电化学行为。通过对比不同修饰电极的电化学传感性能,发现GO/PPy/Pb₃O₄修饰电极展示了良好的导电性和优异的电催化性能。结果表明,该电化学传感器在1.0~35 μg/L范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,其检测限为0.3 μg/L。此外,该电化学传感器还具有良好的重现性和稳定性。     

基于石英晶体微天平传感的ELISA测定水体中残留氯霉素

提出一种以石英晶体微天平作传感装置的电化学免疫传感器用于分析水体中CAP的残留。通过辣根过氧化酶催化氧化TMB生成沉淀,使石英片谐振频率降低,来测定酶标物和待测物的浓度。对免疫传感器构制参数和传感器测量过程参数进行了优化,传感器对氯霉素检测的线性范围为0.3～180μg.L-1。     

有害气体检测的电化学技术的应用发展

介绍了电化学气体传感器发展过程、技术原理以及相应电化学检测类型的应用。进一步概述了电化学气体传感器的主要研究内容。简要介绍了气体检测的电化学工作原理及其检测手段发展;并通过检测原理不同,概述了有害气体检测的诸类电化学检测方法,分析了各类检测方式的优缺点。探讨了电化学气体传感器对多种有害气体浓度检测和种类检测的技术途径、最新应用;并根据现有研究成果,提出了在气体传感器检测方式迅速发展的阶段,电化学发展及其所蕴含的潜在动力及意义。     

尿酸分子印迹电化学传感器的研制及其应用

以壳聚糖为功能基体,尿酸为模板分子,利用恒电位沉积法制备对血清中尿酸具有高度选择性的分子印迹电化学传感器.以衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)和电化学交流阻抗法(EIS)等方法表征印迹膜的形成,并应用伏安技术研究该传感器的电化学行为.研究结果表明:在0.1mol.L-1(pH=5.0)的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中,尿酸在该印迹传感器上具有良好的电化学响应,氧化峰电流与尿酸的浓度在0.1～80.0μmol.L-1之间呈良好的线性关系,相关系数为0.999 1.所制备的传感器具有良好的选择性,稳定性和重现性,将该传感器应用于实际样品中尿酸的分析检测,方法回收率在97.41%～102.8%之间.     

基于Au@Ag/PPy复合纳米材料固载葡萄糖氧化酶的葡萄糖电化学传感器的构建

制备了一种基于Au@Ag/PPy复合纳米材料固载葡萄糖氧化酶(GOD)的葡萄糖电化学传感器,并将其用于葡萄糖的检测.利用循环伏安法和差示脉冲法对电化学传感器的电化学行为进行研究,探讨了扫速、溶液pH对传感器峰电流的影响.结果表明,制备的电化学传感器对葡萄糖具有良好的电化学响应,在pH=7.0的条件下,电流响应信号与葡萄糖的浓度在2.3×10~(-7)~1.3×10~(-4)mol·L~(-1)范围内呈现良好的线性关系,检测限达到7.7×10~(-8)mol·L~(-1)(S/N=3).利用制备的葡萄糖电化学传感器对人血清中葡萄糖浓度进行检测,回收率达到98.0%~103.0%.     

基于多周期同步测量法的微位移检测电路设计

在机械产品微位移高精度检测中,目前广泛采用的微位移检测电路是通过电感式位移传感器将被测位移量转换成输出电压幅度,该方法的测量精度受调理电路的限制.为进一步提高测量精度,提出一种多周期同步测量法,并设计了基于单片机控制的微位移检测电路.实际应用表明,该系统在电感式位移传感器检测量程为2mm时,系统检测精度可达0.01um.并且系统在提高计数频率时可以达到更高的测量精度.     

双模板分子印迹电化学传感器的构建及同时检测磺胺类抗生素

以磺胺二甲嘧啶和甲氧苄啶两种磺胺类抗生素为模板分子,利用溶胶-凝胶法制备双模板分子印迹聚合物(MIP),并以此作为分子识别元件构筑了磺胺类抗生素分子印迹电化学传感器.采用伏安法和交流阻抗谱对该传感器的电化学性能进行了研究,并对MIP的制备条件和电化学检测参数进行了优化.在优化条件下,该传感器具有良好的选择性,可实现磺胺...     

止水带在线截面检测系统的设计与实现

针对现有自粘式橡胶止水带生产工艺,设计了一种自粘式橡胶止水带在线截面检测系统。该系统能够实时检测止水带的截面轮廓尺寸,为挤出机参数调节提供依据,同时为自粘胶涂布工序提供位置信息。该系统通过多个激光传感器采集止水带得部分截面参数和涂胶位置信息,由控制器将多个激光传感器的数据进行整合处理,形成完整的止水带截面参数和涂胶位置信息。同时,将数据传送给生产线主控制系统。在某生产企业协助下,将该系统集成于原有橡胶止水带生产线上,并进行了稳定性试验,总结了在线截面检测系统的设计参数及避免激光传感器发生故障的方法,为自粘式橡胶止水带的生产提高了效率、减少了浪费,并为该系统的优化设计提供依据。     

基于氮掺杂多孔碳及PoPD电化学免疫传感器的构建

氮掺杂多孔碳具有良好的生物相容性,聚邻苯二胺具有丰富的氨基以及亚氨基,能提高电化学免疫传感器的性能。本文构建了一种具有较高选择性和稳定性以及灵敏性的无标记型电化学免疫传感器用于检测甲胎蛋白(AFP)。基于氮参杂多孔碳/聚邻苯二胺修饰电极表面,采用循环伏安(CV)及交流阻抗法(EIS)研究了修饰电极表面的电化学特性。在优化的条件下,该电化学免疫传感器的相应电流与AFP的浓度在0.005-100 ng/mL范围内呈现良好的线性关系,检测限为0.0006 ng/mL。新型电化学免疫传感器可为临床应用提供潜在的应用。     

食品安全检测中分子印迹聚合物传感器技术的研究现状及展望

围绕传感器这一新兴的检测技术,重点阐述了三大类分子印迹聚合物传感器(电化学传感器、压电传感器和光学传感器)的原理及其在食品安全检测领域的研究现状,并对该技术的后期发展趋势进行探讨.     

用于直流输电系统保护的di/dt传感器研究

以直流输电系统的短路保护为研究对象,根据电流变化率保护的要求,基于罗氏线圈原理,设计了电流变化率传感器.给出了电流变化率传感器分布参数模型及集总参数等效模型,讨论了该传感器幅频特性及时域特性.通过理论分析、计算仿真及试验验证了该传感器的可实施性,仿真和试验结果表明:在保证灵敏度大于0.15V/(A·μs-1)的同时,该传感器输出的上升时间可控制在5μs以内,并且能够正确反映故障电流的变化.     

流动电流检测及应用

简要介绍了流动电流产生原理,根据该原理,制作了一种检测流动电流的传感器,依据传感器的结构和动作原理,详细地推导出了传感器输出信号表达式,并简单介绍了流动电流检测技术在给水处理领域的应用。