KTC—1型pH／mV测量仪的研制

一、引言pH 测量是对溶液中有效酸度或有效碱度的测量。更确切地说,pH 是用氢离子活度的负对数表示的。pH 测量在化工、环保、农业、生物医学及各个领域内有着极其广泛的应用。我们研制的 KTC—1型 pH/mV 测量仪精度高、稳定性好,微功耗,特别适于长时间的流动测量。价格低、体积小。二、原理根据(Nernst)公式由离子选择性电极和参比电极组成的测量电池,其电池电动势 E与氢离子活度 aH 之间的关系:     

海水分析中的离子选择电极技术

离子选择电极作为一种变化学能为电量的信息传感器,已广泛的应用于各领域。海水分析中最早应用的电极有氢离子电极,接着是Na~ 、K~ 离子玻璃敏感电极。随着电极技术的发展,目前一些电极已用于现场测定,如果将电极与深潜水装置结合起来制成电极探头,就可以在船舶上直接进行几千米深的深海和海底某些元素的测量,这对于海洋化学的研究和海洋开发具有重大的价值。另一方面、由于离子电极反映特定离子活度     

基于固态Ag/AgCl参比电极的氧化钨pH电化学传感器的研究

通过浸涂法在钨金属丝上涂敷氧化钨氢离子敏感膜,制备了氧化钨H 选择性电极,采用尿素改性聚乙烯醇作为参比电极的固态薄膜材料并进行KCl掺杂,经Nafion膜进行修饰后制备了固态参比电极.利用自制的氧化钨pH电极与固态参比电极制成pH电化学传感器,该传感器具有良好的响应电位E-pH线性函数关系,响应范围为pH2～pH11.响应灵敏度与氧化钨的热处理温度有关,200℃热处理后的响应灵敏度为52.81 mV/pH, 响应时间与氧化钨敏感膜、测试溶液pH值以及溶液温度有关.在pH2→pH11→pH2循环测试过程中,传感器的滞后效应较小.该传感器有良好的选择性,响应行为不受Na 、F-等常见离子的影响,但是受到氧化还原性的NO-3、I-等离子的干扰.传感器内阻很低为22.8 kΩ,远小于玻璃pH计的内阻(1×109 Ω).该传感器在各种饮料中具有较高测量精度,与玻璃pH计的测量值进行对比,两者的差值在(-0.06 pH, 0.15 pH)范围内.在10-5M→10-1M柠檬酸溶液中,传感器的响应电位与溶液浓度存在良好的线性关系,响应时间小于1 min.     

90型可消毒PH玻璃电极的研制

用pH玻璃电极测定水溶液中氢离子活度,不受溶液颜色、粘稠性和溶解氧的影响,是目前在线检测发酵液值的最佳传感器.可消毒pH电极以瑞士Ingold公司最为著名.自1965年起我国也开始制备发酵pH电极.本文报道的则是自制的90型可消毒pH传感器的制备、性能和实际使用情况.1 电极的制备90型pH电极结构的关键部份是敏感膜.研制的电极敏感膜呈圆柱形,长度为15mm,它较球形敏感膜有明显的优点:机械强度高,可避免安装、试验过程中的人为不小心损坏;敏感区域长,可减少粘稠发酵液覆盖敏感膜引起的误差.pH敏感膜玻璃组分是决定电极性能的主要因素,所以对玻璃成分的设计要兼顾几个方面:玻璃成分与电极内阻的关系;玻璃成分与化学耐久性而高温蒸汽消毒性能的关系,玻璃组分与玻璃敏感膜成型工艺的关系,经     

一种新型的涂丝场效应离子敏感器钾,钙微电极的研制

近年来离子敏感场效应传感器(简称 ISFET)发展十分迅速,成为半导体传感器的重要组成部分。ISFET 是一种测量溶液中离子活度的微型固态电化学敏感器件。它是由离子选择电极敏感膜与半导体场效应管(简称 MOSFET)相结合起来的一种特殊离子探针。ISFET 具有输入阻抗高,输出阻抗低,结构紧凑,体积小,响应快,多功能,     

pH分析仪在宝钢电厂的应用

目前,pH在线分析仪广泛应用于废水、超纯水、蒸汽发电水、饮用水的处理过程中。在宝钢电厂的工业水处理中,原采用了复合电极的pH测量仪表,从使用效果看,运行不太稳定,电极使用寿命短,效果不理想,尤其是纯水测量中电极的长期稳定性差。主要表现在:使用一段时间后,电极的性能明显变差,反应更加迟缓,波动更频繁,测值相差较远,标定的间隔时间越来越短。重新标定以后,发现电极的零点变化很大。因此,在进行更换选型时,经过仔细地分析比较,最终选用了美国昆腾公司生产的pH在线分析仪。pH在线分析仪是利用电位法测量溶液中氢离子活度(pH)的一种仪…     

离子选择电极应用近况与分析方法基础

离子选择电极是一种化学传感器,配上适当参比电极构成电化学电池,电池电动势与电极敏感的离子活度有关,因此在溶液化学中的化学反应,生化机理,动力学反应等问题的研究中,离子选择电极是理想的测量工具。在这些研究中创建了不少分析方法,由于方法简单,测量灵敏迅速,设备经济,在分析领域得到广泛应用。本文对其应用和分析方法基础,最近发展动向作一概述以供参考。     

pH-ISFET滞后特性及其补偿技术的研究

<正> 本文通过大量实验,对在不同pH值的水溶液中和当水溶液的氢离子活度发生变化时,Si_3N_4膜pH-ISFET的敏感膜与溶液界面电势差的响应过程进行了深入的研究。实验结果表明,Si_3N_4膜pH-ISFET存在着严重的滞后效应,所谓滞后效应是指当溶液的pH值发生变     

SL—4型电脑离子计的研制

SL—4型离子计是由一个高输入阻抗直流放大器和模数转换器组成。模数转换器的输出是馈给一个微处理机用适当的方程式预先编好程序计算pH和浓液浓度,可以自动进行反对数变换,空白校正,离子选择电极斜率设定和标准值设定等的计算,是一种具有10种测定方式的新型选择电极分析仪器。它与各种离子选择电极配合,可以直接测量溶液中一价,二价阴阳离子的浓度(M.ppm.ppb或百分浓度)和活度以及pH值。它的十种测量方式是:1.标准校正法;2.已知增量法KA/1;3.已知增量法KA/5;4.已知增量法KA/10:5.样品增量法AA/1;6.样品增量法AA/10;7.样品增量法AA/100;8.固体或粘稠样品增量法AA/0;9.pH测量;10.毫伏测量。     

涂丝钾离子和钙离子场效应敏感器件在生物学研究中的应用(Ⅵ)

一、引言近年来离子敏感场效应传感器(简称ISFET)发展十分迅速,成为半导体传感器的重要组成部分。ISFET是一种测量溶液中离子活度的微型固态电化学敏感器件。它是由离子选择电极敏感膜与半导体场效应管(简称MOSFET)相结合起来的一种特殊离子探针。ISFET具有输入阻抗高,输出阻抗低,结构紧凑,体积小,响应快,多功能,集成化等优点。1970年P.Bergvld研制了氢,钠离子的ISEET,并用于生物医学究研中的     

PXJ-1型数字式离子计

<正> 一、概述离子选择性电极是近年来发展起来的一种新型电化学传感器,用它测量溶液中某些特定离子的浓度,具有快速、准确、简便、灵敏度高等特点。离子选择性电极一出现,就引起了国内外科技界的重视。目前,国外已有六十多种电极在市场销售,我国也能生产近     

一种磷酸根离子选择电极的测量与补偿

研究了基于金属钴作为敏感材料制成的磷酸根离子选择电极,设计了一种与之配套使用的数据采集系统,用于动态记录和显示被测溶液的电势响应。通过实验建立了以磷酸根离子选择电极的响应电势和溶液pH值为自变量,离子浓度为因变量的数学模型。实验结果表明:建立的模型能很好地拟合响应过程曲线,补偿pH值变化对电极测量的影响,为磷酸根离子选择电极的开发和应用提供了依据。     

离子敏感微电极的制造和使用

离子敏感微电极,简称微电极。与一般商品电极相比较,其电极的活性表面小到足以插入单细胞或神经元中。微电极是由微量试样分析的需要而发展起来的。自从1949年 Ling 首先把微吸管电极用于细胞生理的研究,继之 Calduell 的微 pH 电极的开创性工作以来,人们对胞内离子活度测定的兴趣不断增长。迄今它已用于单细胞和易激动组织中多种离子活度测定、土/根界面微域性质变化的研究,以及离子跨膜传导机理的探索等。获得了细胞内有机聚电解质束缚离子的有用资料,同时为解释诸如神经传递现象与离子浓度的关系提供了可信的依据。     

一种新型总氮微型电化学传感器

采用微机电系统(MEMS)工艺制备金叉指超微电极阵列(IDA),通过电化学沉积技术在电极表面修饰纳米银钯双金属复合物敏感膜,制得一种新型总氮微型电化学传感器。该纳米银钯双金属复合材料修饰电极可实现在强碱溶液环境中(pH 12.0~12.5)对硝酸根离子的电催化还原,从而避免了繁琐的总氮消解水样pH调节,实现了总氮直接检测的目标。实验结果表明,该传感器在强碱溶液环境中对硝酸根具有高灵敏的伏安响应(灵敏度为37.9mA/mmol),响应电流在总氮I~V类水浓度(0~2.0mg/l)范围内有良好的线性关系(线性度为99.43%),该传感器具有良好的抗干扰性和一致性,使用寿命可达到30天,并实现了实际水样总氮检测。     

离子选择半导体敏感器件原理及膜电位

七十年代初,离子选择半导体敏感器件(简称 ISFET)作为一项在生物,医学中的电化学测试方法而崭露头角。它由离子选择电极(ISE)的敏感膜与半导体场效应管(简称MOSFET)结合在一起的一种微型离子探针,用于检测溶液或生物体液中某种离子的活度,是一种极有发展前途的全固态的电化学传感器。它具有体积小,响应速度快,输入阻     

Co~(2+)—SCN~-络合平衡的电位法研究

离子选择性电极是近二十年来电分析化学的重要进展之一。作为分析工具,它在实验室已经得到了广泛、普遍的应用。离子选择性电极直接测得的是溶液中各种离子的活度(在固定离子强度时是浓度)。因而,它也是研究溶液中热力学和反应动力学的有力工具。离子选择性电极研究络合物的络合平衡,不仅具有方法简单、准确等优点,而且,它还可以测定出许多过去用别的方法无法测定出的离子的自由浓度,从而解决了这类物质络合物稳定常数测定的难题。本文用硫氰酸根离子选择电极研究了钴(Ⅱ)硫氰络合物的络合平衡,测得络合平衡常数:logβ_1=0.97、logβ_2=1.90。     

高精度海洋温/盐/酸度集成微纳传感器制造与测试

面向"智慧海洋"应用需求,基于微机电系统(MEMS)技术设计制备了一批温度、盐度、酸度(pH值)三参数集成微纳传感器。温度测量采用铂电阻传感器,盐度测量采用4电极电导率传感器,pH测量采用钛/二氧化钛(Ti/TiO_2)为工作电极和液接式Ag/AgCl参比电极构成的两电极体系。采用电化学工作站分别测量了三个传感器的基本参数和性能,其中温度传感器的电阻为(2240±5)Ω,灵敏度为8.636Ω/℃,测量精度达到±0.01℃;电导率传感器在0.01 mol/L KCl溶液中精度为±0.000 5 S/m; pH传感器灵敏度为42.86 mV/pH。由于采用微机电加工技术,传感器尺寸小、成本低、可批量制造,将为海洋环境参数的高精度网格化测量提供核心传感器。     

氢离子敏场效应晶体管温度特性的实验研究

引言氢离子敏场效应晶体管(HISFET)是一种被用来测量溶液中氢离子浓度(pH 值)的新型半导体化学传感元件。它的结构与普通绝缘栅场效应晶体管类似。栅绝缘膜为二氧化硅(SiO_2)和氮化硅(Si_3N_4)双层结构,无金属栅极。用硅平面工艺制作。与一般半     

CMOS微环境pH传感芯片研究

基于离子敏感场效应晶体管(ISFET)基本结构及其电学特性,提出了一种应用标准CMOS工艺实现的多层浮栅结构pH-ISFET.利用CMOS标准工艺中LPCVD淀积的Si3N4钝化层作为氢离子敏感层,pad工艺形成微区域独立传感窗口.片上集成100 μm×100 μm电极提供参考电位,消除了外加参考电位引起的溶液电压分布不均的现象.缓冲液从pH值1-13范围内对ISFET进行了测量,器件阈值电压随溶液pH值变化的平均灵敏度为44 mV/pH,线性度在10%范围内.本结构可用于生物微环境pH值集成传感芯片设计中.     

基于Arduino和Python搭建的实时在线pH测量平台

为简便实时测量体系的pH,提出了一种以开源硬件Arduino为核心模块的在线连续pH测量系统的设计方案。该方案基于电化学测量pH的原理,利用pH复合电极检测溶液中氢离子浓度,通过简捷有效的高阻抗放大电路对信号进行放大,利用Arduino读取,转换,计算得到pH值;再利用开源软件Python编写的软件通过上位机(PC)的USB接口对测量值进行监控、计算、作图、存储等操作。本方案软硬件均开源,硬件平台具有搭建周期短,器件价格低廉,而采集软件具有简单易学,操作方便等优点。实验证明,该pH测量平台运行稳定,测量简单、准确。由于本平台具有开源和开放等特点,用户能自行修改和裁剪,以适应各种体系pH实时测量的需要。