聲表面波傳感器在液相檢測中的應(yīng)用.pdf

1、為實(shí)現(xiàn)水體中的重金屬元素的在線實(shí)時監(jiān)測,該課題設(shè)計(jì)了一種以36°-YX LiTaO<,3>單晶為基底的三通道水平剪切聲表面波(SH-SAW)液相傳感檢測系統(tǒng),系統(tǒng)采用檢測溶液物理特性(電導(dǎo)率)方法實(shí)現(xiàn)了溶液中離子濃度的檢測.傳感器設(shè)計(jì)為三通道延遲線結(jié)構(gòu),每通道延遲線的工作頻率為52.75 MHz.三個通道中的一個進(jìn)行短路處理,另一個處于開路狀態(tài),第三個采用硫系玻璃敏感薄膜提高對溶液中Fe<'3+>離子的靈敏度.用樹脂和硅橡膠材料設(shè)計(jì)液流

2、腔和密封圈,以使傳感器的敏感部分暴露在待測的液相環(huán)境中,并且起到保護(hù)IDT電極的作用.檢測系統(tǒng)結(jié)合流動注射分析方法(FIA)不僅實(shí)現(xiàn)了檢測的全自動控制,同時提高了檢測的可重復(fù)性,并且為傳感器信號增加了一維的時間信息;結(jié)合偏相關(guān)分析(PLS)算法可以有效識別待測溶液中離子成份的比例.實(shí)驗(yàn)表明,傳感器穩(wěn)態(tài)的輸出頻率反應(yīng)了待測溶液的電導(dǎo)率,數(shù)據(jù)經(jīng)擬合處理后誤差<0.24％;傳感器的檢測下限1.8×10<'-4>S/m的電解質(zhì)溶液,相對于金屬離

3、子溶液的濃度范圍為10<'-4>~10<'-6>mol/L;傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)反映了待測溶液中所含的離子成份的比例,PLS算法可以對兩種金屬離子的混合溶液進(jìn)行有效識別,其識別誤差<3％;采用硫系玻璃敏感薄膜可以提高系統(tǒng)對Fe<'3+>離子的檢測下限到1個數(shù)量級以上;作為推廣應(yīng)用,系統(tǒng)目前可以做到對白酒酒精度的檢測,測量誤差小于±0.2°;以及對有機(jī)溶液中的水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的識別,識別誤差小于±1％;傳感檢測系統(tǒng)表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性和可重復(fù)性(<1