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原文传递一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器及其制备方法

专利名称：	一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器及其制备方法
摘要：	一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器及其制备方法，涉及电化学传感器技术领域。本发明是为了解决现有用于水质检测的电化学传感器装置，体积大、清洗维护程序复杂，并且所需试剂较多，会对测试结果产生影响的问题。本发明所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，包括从下至上依次层叠设置的基底、一号绝缘层、加热器层、二号绝缘层、微电极层和测试腔。在电化学微传感器上设置了PH传感器及温度传感器，利用PH传感器测得的PH值与温度传感器测得的温度值，可以对另外两个传感器测得的水质参数进行修正，实现水质参数的精确测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨理工大学
发明人：	王鑫;冯侨华;孙立宁;施云波
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910313726.3
公开号：	CN110006969A
代理机构：	哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：	于歌
分类号：	G01N27/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
主权项：	1.一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的基底(1)、一号绝缘层(2)、加热器层、二号绝缘层(6)、微电极层和测试腔(9)；加热器层包括加热器(4)和两个加热器焊盘(5)，所述加热器(4)呈方波结构，加热器(4)的两端分别与两个加热器焊盘(5)焊接；微电极层包括温度传感电极(7)和三个微电极(8)，微电极(8)包括工作电极(8-1)、对电极(8-2)和参比电极(8-3)，工作电极(8-1)呈圆形结构，对电极(8-2)和参比电极(8-3)均呈半圆形结构并分布在工作电极(8-1)的两侧，对电极(8-2)和参比电极(8-3)镜像对称且开口相对；一号绝缘层(2)呈矩形，两个加热器焊盘(5)沿一号绝缘层(2)的一条边排布，一号绝缘层(2)上还设有11个电极焊盘(3)，其中2个电极焊盘(3)位于两个加热器焊盘(5)之间，温度传感电极(7)的两端分别与该2个电极焊盘(3)焊接，剩余的9个电极焊盘(3)每三个呈一条直线排布并构成一个电极组，三个电极组分别沿一号绝缘层(2)的剩余三条边排布，三个微电极(8)分别与三个电极组一一对应，工作电极(8-1)、对电极(8-2)和参比电极(8-3)分别与其对应的电极组中的三个电极焊盘(3)电气连接；测试腔(9)为腔体结构，其上表面开有进液口(9-1)和出液口(9-2)，测试腔(9)腔体内部设有四个微反应池(9-3)，四个微反应池(9-3)分别位于温度传感电极(7)和三个微电极(8)的正上方，进液口(9-1)能够通过微沟道向四个微反应池(9-3)注入测试液，测试液能够通过出液口(9-2)排出。 2.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，基底(1)为硅片，硅片尺寸为20mm20mm1mm。 3.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，一号绝缘层(2)和二号绝缘层(6)均为二氧化硅绝缘层。 4.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，加热器(4)和加热器焊盘(5)均为Pt膜。 5.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，三个微电极(8)分别为PH传感电极、铵离子浓度传感电极、重金属离子浓度传感电极。 6.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，铵离子浓度传感电极的工作电极表面覆有聚苯胺敏感膜，重金属离子浓度传感电极的工作电极表面覆有纳米金颗粒薄膜。 7.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，工作电极(8-1)为Au膜或Pt膜，对电极(8-2)为Pt膜，参比电极(8-3)为Ag或AgCl膜。 8.根据权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器，其特征在于，测试腔(9)为PMMA材料。 9.权利要求1所述的一种基于电化学检测技术的多参数水环境集成微传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在基底(1)上生长一号绝缘层(2)，步骤二：利用正胶光刻法定义加热器(4)、加热器焊盘(5)和电极焊盘(3)的形状，溅射金属后进行正胶剥离，形成加热器(4)、加热器焊盘(5)和电极焊盘(3)，步骤三：在加热器(4)上制备二号绝缘层(6)，步骤四：利用正胶光刻法定义温度传感电极(7)和微电极(8)的形状，溅射金属后进行正胶剥离，形成温度传感电极(7)和微电极(8)，步骤五：制备测试腔(9)，然后采用熏蒸键合法将测试腔(9)密封盖合在温度传感电极(7)和微电极(8)上，完成多参数水环境集成微传感器的制备。 10.权利要求9所述的制备方法，其特征在于，制备测试腔(9)的具体方法为：利用微精密雕刻机在PMMA基材上加工进液口(9-1)、出液口(9-2)、微反应池(9-3)和微沟道(9-4)。
所属类别：	发明专利