【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的蓬勃發(fā)展,作為物聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)末梢的傳感器的發(fā)展相對緩慢,成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。尤其在水質檢測領域,深層次的無機鹽污染危害嚴重,逐漸成為研究熱點。本文提出了一種用于無機鹽離子檢測的新型的平面叉指電極傳感器,圍繞著檢測機理和檢測有效性展開研究。在檢測機理方面,本文以交流激勵下的電極過程為基礎,構建傳感器-水體耦合模型,量化分析傳感器-水體界面結構和電學性質,提出了平面叉指電極傳感器的雙電層模型。使用通用電學元件及其組合來等效傳感器-水體界面的物理過程,建立了等效電路電路元件與物理過程之間的映射關系,最終提出了在無機鹽溶液檢測中平面叉指電極傳感器的等效電路模型。基于交流阻抗分析,分別探討了低頻率段和高頻率段的雙電層結構及其對應的等效電路模型,并提出了以優(yōu)化電極常數(shù)為目標的平面叉指電極傳感器結構優(yōu)化策略。在檢測有效性分析方面,使用COMSOL Multiphysic進行電極形狀仿真探討不同形狀的電極在檢測效果上的差異,明確了叉指結構的優(yōu)越性。為此設計制作九組結構參數(shù)各異的傳感器,并搭建實驗平臺進行測試。通過實驗分析了傳感器對硝酸鹽的檢測能力以及對不同無機鹽的鑒別能力,實驗證明平面叉指電極傳感器具有較好的效用。最終結合平面叉指電極傳感器與商用傳感器,搭建了可實時獲取水質信息,空間位置信息以及水面視頻的分布式水質感知系統(tǒng),為平面叉指電極傳感器的應用奠定硬件和平臺基礎。
【圖文】：

第 1 章 緒論多，比如傳統(tǒng)的實驗室化學分析法，通過化學反應后的生成物來檢測離子種類及含量，依賴人工取樣，操作范圍較小。其他較為實用的方法包括離子色譜分析法，生物技術傳感器，電化學傳感器和光學傳感器等。離子色譜分析（Ionchromatography）是由離子交換色譜發(fā)展而成，利用不同離子在離子交換柱上遷移的差異性而達到分離目的，主要用于親水性陰離子和陽離子的測定。離子色譜儀具有陰離子交換柱和陽離子交換柱，用于樣品中陰陽離子的分離，離子色譜儀還可用于有機酸、糖醇類、氨基糖類、氨基酸、核酸、蛋白質、糖蛋白等物質的定性和定量分析[6]。在高純試劑分析、離子價態(tài)和形態(tài)分析方面，離子色譜法具有獨特的優(yōu)越性。離子色譜雖然對硫酸根、硝酸根、亞硝酸根的檢測精度高，效果顯著，但是設備成本極其昂貴，難以做到在線化。

第 1 章 緒論多，比如傳統(tǒng)的實驗室化學分析法，，通過化學反應后的生成物來檢測離子種類及含量，依賴人工取樣，操作范圍較小。其他較為實用的方法包括離子色譜分析法，生物技術傳感器，電化學傳感器和光學傳感器等。離子色譜分析（Ionchromatography）是由離子交換色譜發(fā)展而成，利用不同離子在離子交換柱上遷移的差異性而達到分離目的，主要用于親水性陰離子和陽離子的測定。離子色譜儀具有陰離子交換柱和陽離子交換柱，用于樣品中陰陽離子的分離，離子色譜儀還可用于有機酸、糖醇類、氨基糖類、氨基酸、核酸、蛋白質、糖蛋白等物質的定性和定量分析[6]。在高純試劑分析、離子價態(tài)和形態(tài)分析方面，離子色譜法具有獨特的優(yōu)越性。離子色譜雖然對硫酸根、硝酸根、亞硝酸根的檢測精度高，效果顯著，但是設備成本極其昂貴，難以做到在線化。
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212

【參考文獻】

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1 杜艷芳;鄭欣;鄭亞楠;王yN;;金屬銅在不同環(huán)境下的腐蝕研究[J];材料保護;2016年S1期

2 劉祥臣;張吉忠;;水質的國標檢測方法與快速檢測方法的優(yōu)缺點分析[J];黑龍江科技信息;2016年24期

3 周軍樂;王玉v

本文編號：2564179