检测溶解氧浓度和制造技术

本发明专利技术属于溶解氧

【技术实现步骤摘要】
检测溶解氧浓度和pH值的集成传感器及制备方法


[0001]本专利技术属于溶解氧
(DO)
传感器和
pH
值传感器制备
，尤其涉及一种基于荧光检测技术的便携式溶解氧
(Dissolved Oxygen,DO)
浓度和
pH
值的集成传感器
(DO/pH
值集成传感器
)
的制备方法，同时涉及
DO/pH
值集成传感膜的制备
。

技术介绍

[0002]DO
浓度和
pH
值是影响水体中众多物理
、
化学
、
生物过程的两个关键参数，因此，
DO
浓度和
pH
值的快速检测在水产养殖
、
生命科学
、
临床诊断
、
食品安全
、
环境监测
、
工业制造等领域具有重要的意义
。
常用
DO
浓度的检测方法包括
Winkler
滴定法
、
电化学检测法
(Clark
电极
)、
荧光焠灭法等
。
常用
pH
值的检测方法包括比色法
(pH
试纸
)、
电化学检测法
(pH
电极
)、
荧光检测法等
。
相比于传统的电化学方法，荧光法检测
DO
浓度和
pH
值具有灵敏度高
、
响应快
、
可逆性好
、
易于实现远程实时检测等优点
。
因此，荧光法
DO
传感器和
pH
值传感器正受到越来越多的重视和应用
。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术在
DO
浓度和
pH
值的检测方法中存在一些问题和缺陷，主要集中在以下几个方面：
[0004]1.
灵敏度低：传统的检测方法中，如
Winkler
滴定法和比色法，虽然可以测量
DO
浓度和
pH
值，但其灵敏度相对较低，特别是对于微量浓度或微弱酸碱度的检测效果不理想
。
[0005]2.
响应速度慢：一些传统方法的响应速度较慢，需要较长的时间来完成检测，特别是在实时在线检测的场景下，响应速度的慢会限制其实际应用
。
[0006]3.
不能实时在线使用：一些传统的检测方法需要繁琐的操作和处理过程，不能实时在线监测，无法满足对于水体中
DO
浓度和
pH
值实时动态变化的需求
。
[0007]4.
单一参数传感器不能同时检测两个参数：目前市场上大多数传感器是单一参数传感器，只能分别检测
DO
浓度或
pH
值，而不能同时检测两个参数，这在某些应用场景下限制了其应用效果
。
[0008]为解决上述存在的缺陷，急需开发一种快速
、
灵敏
、
可实时在线使用的
DO
浓度和
pH
值集成传感器，能够同时检测两个参数，且在不同环境下表现稳定可靠
。
这样的集成传感器将在水产养殖
、
生命科学
、
临床诊断
、
食品安全
、
环境监测
、
工业制造等领域发挥重要作用，满足对于
DO
浓度和
pH
值快速准确检测的迫切需求
。
同时，要注意该传感器的制备方法和设计需要结合实际应用场景，确保其在复杂环境中可靠实用
。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器的制备方法
。
[0010]本专利技术是这样实现的，一种荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器的制备方法，通过集成传感器实现同时检测
DO
浓度和
pH
值的荧光法传感器；在检测器部分，采用了电路和光路相互耦合的系统
。
光路系统包括多个发光二极管和光电二极管，用于激发和探测不
同荧光指示剂分子发射的荧光信号
。
电路系统则包括多个电路模块，通过时分复用技术，确保每个发光二极管在任何时刻只有一个发光，对应一个光电二极管检测荧光信号
。
[0011]进一步，荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器的制备方法，所述
DO/pH
值集成传感器的检测器包括电路和光路两个相互耦合的系统：
[0012]1)
光路系统包括激发光源和带通滤波片
、
荧光指示剂分子
、
带通滤波片和光电二极管，其中包括
LED1、LED2、LED3
三个发光二极管和
PD1
和
PD2
两个光电二极管；
[0013]2)
电路系统包括电源系统
、
主控模块
、D/A
转换电路
、LED
驱动电路
、
光电转换电路
、
带通滤波电路
、A/D
转换电路
、
通讯接口模块，采用时分复用技术，保证任何时刻只有一个发光二极管发光，对应一个光电二极管检测荧光信号，
LED1
激发
DO
敏感指示剂，
LED2
激发
pH
敏感荧光指示剂对应的共轭酸，
LED3
激发
pH
敏感荧光指示剂对应的共轭碱，
PD1
探测
DO
敏感指示剂发射的荧光，
PD2
探测
pH
值敏感指示剂发射的荧光，其中，共轭酸和共轭碱发射的荧光波长相互重叠
。
[0014]进一步，所述
DO/pH
值集成传感器通过时分复用技术分别检测
DO
和
pH
值，实现两种分析物的集成检测
。
[0015]进一步，所述
DO/pH
值集成传感器的检测器中三个发光二极管
LED1、LED2、LED3
共用一个驱动电路，采用时分复用技术驱动三个
LED
分别发光
。
三个
LED
的发光波长不同，并由带通滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器，其特征在于，通过集成传感器实现同时检测
DO
浓度和
pH
值的荧光法传感器；在检测器部分，采用了电路和光路相互耦合的系统
。
光路系统包括多个发光二极管和光电二极管，用于激发和探测不同荧光指示剂分子发射的荧光信号
。
电路系统则包括多个电路模块，通过时分复用技术，确保每个发光二极管在任何时刻只有一个发光，对应一个光电二极管检测荧光信号
。2.
如权利要求1所述的荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器，其特征在于，所述
DO/pH
值集成传感器的检测器包括电路和光路两个相互耦合的系统：
1)
光路系统包括激发光源和带通滤波片
、
荧光指示剂分子
、
带通滤波片和光电二极管，其中包括
LED1、LED2、LED3
三个发光二极管和
PD1
和
PD2
两个光电二极管；
2)
电路系统包括电源系统
、
主控模块
、D/A
转换电路
、LED
驱动电路
、
光电转换电路
、
带通滤波电路
、A/D
转换电路
、
通讯接口模块，采用时分复用技术，保证任何时刻只有一个发光二极管发光，对应一个光电二极管检测荧光信号，
LED1
激发
DO
敏感指示剂，
LED2
激发
pH
敏感荧光指示剂对应的共轭酸，
LED3
激发
pH
敏感荧光指示剂对应的共轭碱，
PD1
探测
DO
敏感指示剂发射的荧光，
PD2
探测
pH
值敏感指示剂发射的荧光，其中，共轭酸和共轭碱发射的荧光波长相互重叠
。3.
如权利要求2所述的荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器，其特征在于，所述
1)
中三个发光二极管
LED1、LED2、LED3
共用一个驱动电路，采用时分复用技术驱动三个
LED
分别发光，三个
LED
的发光波长不同，并由带通滤波片进一步控制带宽，保证互不重叠
、
干扰
。4.
如权利要求2所述的荧光法检测
DO
浓度和
pH
值的集成传感器，其特征在于，所述
2)
两个光电二极管
PD1
和
P...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩敏敏，严六明，岳宝华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：