針對(duì)目前水質(zhì)參數(shù)傳感器測(cè)量功能單一,且受環(huán)境溫度影響大等問(wèn)題,提出了一種具有溫度補(bǔ)償功能的多參數(shù)水質(zhì)傳感器芯片。該傳感器芯片是使用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)制造的,芯片表面集成了pH傳感器、DO傳感器、氨氮傳感器和溫度傳感器。為實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償,芯片還設(shè)計(jì)了一種夾心板式蛇形Pt電阻加熱器。同時(shí)設(shè)計(jì)了與芯片相適應(yīng)的微流控測(cè)試腔,以實(shí)現(xiàn)水樣測(cè)量。采用有限元穩(wěn)態(tài)熱分析對(duì)4種加熱器熱傳遞過(guò)程進(jìn)行分析,得到合理的芯片結(jié)構(gòu)布局,通過(guò)MEMS工藝制作出傳感器芯片。采用自制的恒電位儀測(cè)試電路,對(duì)傳感器芯片性能進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,pH傳感器具有0.288 mA/pH的高靈敏度;溶解氧（DO）傳感器的靈敏度為2.22μA/(mg·L^-1);氨氮傳感器的靈敏度為0.113 9 mA/(mg·L^-1);溫度傳感器的靈敏度為0.949Ω/℃;加熱器的功率和溫度變化靈敏度為0.312 6℃/mW。與單個(gè)水質(zhì)參數(shù)傳感器相比,該傳感器芯片體積小、堅(jiān)固耐用,能夠同時(shí)檢測(cè)水樣的多種參數(shù),且溫度補(bǔ)償效果較好。 

【文章來(lái)源】：光學(xué)精密工程. 2020,28(10)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

恒電位儀與傳感器封裝圖

DO傳感器的電流響應(yīng)

傳感器結(jié)構(gòu)包含3個(gè)三電極陣列(氨氮傳感器、pH傳感器、DO傳感器)和1個(gè)Pt電阻溫度傳感器(圖1(a))。電極陣列的三電極包括1個(gè)工作電極、1個(gè)對(duì)電極和1個(gè)參比電極。3個(gè)傳感器的工作電極使用不同的敏感材料修飾,DO傳感器的工作電極為Au基底,未加修飾;氨氮傳感器的工作電極采用PANI/Cu修飾;pH傳感器的工作電極采用PANI/CuO修飾�？紤]到溫度對(duì)參數(shù)測(cè)量的影響,制備了夾心式蛇形加熱器,用SiO2絕緣層將它與電極層和Si基底隔離開(kāi)(圖1(b))。圖1 傳感器芯片結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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