基于电化学传感技术的血液pH和PCO_(2)连续检测芯片装置

为了连续检测血液透析患者血液的酸碱度,降低血液透析患者的死亡率,基于电化学传感原理和微流控技术,研究了一种能够连续监测血液pH和PCO_(2)的芯片。芯片中pH电极和CO32-电极以共用参比电极的方式实现pH和PCO_(2)的联合检测,利用微型化测试腔保证血液的连续流通和检测,并防止空气对血液检测的干扰,提高血液pH和PCO_(2)的检测精度。采用pH 6.00~9.00的Tris-HCl溶液测试芯片的pH检测性能,其检测灵敏度达到61.2 mV/pH,连续检测同一样品的标准差小于0.01(n=10),再现性测量的平均相对误差为0.46%(n=6),在pH 6.00~9.00内实现了样品溶液pH值的准确检测。利用联合传感芯片分别进行血气质控液和血液测试实验,在血气质控液中检测pH和PCO_(2)的绝对误差分别低于0.04和306.64 Pa(2.30 mmHg),平均相对误差分别为0.23%和1.94%;在血液中检测pH和PCO_(2)的绝对误差分别低于0.05和466.63 Pa(3.50 mmHg),平均相对误差分别为0.36%和2.60%。与血气分析仪相比,该芯片体积小,与血液透析管路连接可以实现血液中pH和PCO_(2)的连续在线检测。

基于模糊PID的智能一体式电解除盐模块的研制

针对现有电解除盐(Electrodeionization,EDI)模块一体化程度低的情况,设计了一款集EDI模块、传感器、可控恒流源模块和主控制器于一体的EDI模块。同时为解决当前EDI工作电流不能随环境水质实时调节的问题,设计了一种基于模糊PID的EDI模块输出电流控制方案,以及基于微控制器片内数模转换器的可调恒流源电路为核心的主控制器硬件电路,对EDI模块输出电流进行智能调整。搭建实验模型对智能一体式EDI和普通EDI进行控制效果对比,实验结果表明:所设计的EDI模块能够实现对产水水质的精确快速控制。

烟气分析仪原理及应用分析

随着经济的不断发展,大气污染问题越来越突出,也逐渐被国家以及社会各行业高度重视。国家环保局制订了一系列的烟气排放要求和指标,并要求涉及烟气排放的所有企业将烟气主要参数上传到CEMS连续监测系统实现烟气排放实时监控。烟气分析仪在检测烟气排放的过程中起到不可替代的重要作用。文中对当前比较常见的烟气分析仪的原理和应用状况做了非常详细的描述和分析,为烟气分析仪的正确应用提供一定的参考。

环境保护用在线电导率仪校准方法研究

在线电导率仪作为水质检测和大气监测等环境保护领域重要的电化学类仪器,主要被应用在制药用水、农业土壤和肥水检测、食品制造、环境监测和污水处理等领域,检测值准确与否直接关系着人们的正常生产生活。分析了在线电导率仪的电导池常数示值误差,计算了仪器电子单元重复性,为仪器电子单元引用误差、仪器示值重复性和仪器引用误差等计量特性拟定合适的校准方法,并运用贝塞尔法对其校准数重复性进行评定,通过对在线电导率仪在校准过程中所引入的不确定度分量进行A类和B类不确定度评定,最终得到其最佳估计值,其最终数据满足校准过程中的性能要求,从而判定校准方法可行有效。所阐述的在线校准方法和不确定度评定为环境保护用在线电导率仪的校准提供了切实可行的检测方法,完善了在线电导率仪量值溯源体系,填补了其在环境保护领域在线溯源方法方面的空白,为从事水质检测的工作人员和科研人员提供了技术支撑。

氧分析仪示值误差的测量不确定度分析

本文介绍了用氮中氧气体标准物质检定电化学氧测定仪、顺磁式氧分析器、氧化锆氧分析器、微量氧分析仪示值误差测量结果的不确定度评定方法。

电导率仪检定中存在问题及解决方法的探讨

本文主要探讨了电导率仪检定中存在的问题及解决方法。文章详细分析了在检定电导率仪电子单元及配套设备过程中所遇到的各类问题。同时,着重对检定用电导专用交流电阻箱以及标准溶液的正确使用方法进行了全面阐述,旨在为提高电导率仪检定的准确性和可靠性提供有益的参考与指导,进而推动电导率仪检定工作的科学、规范开展,具有重要的实践意义和应用价值。

电导率仪比对中电导池常数测量值的不确定度评定分析

本文依据JJG 376—2007《电导率仪》国家计量检定规程和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》国家计量技术规范,根据2022年全国电导率量值比对项目(项目编号:2022-A-11)的具体实施方案要求,对此次比对中的传递标准电导率仪电导池常数测量值不确定度进行评定及分析。

广西壮族自治区实验室pH计比对分析

2023年,广西壮族自治区计量检测研究院作为主导实验室,实施了全区pH计检定装置计量比对工作,共有16家实验室参比。比对以传递标准的形式,采用双环形的线路进行。比对项目包括电计pH挡示值误差,电计电压挡示值误差,输入电流、输入阻抗引起的示值误差,温度补偿引起的示值误差,仪器示值误差以及盲样测试。通过比对结果总结出实验室存在的问题,并提出改进意见。

电导率仪电导池常数的测量不确定度评定

电导率仪是测量液体溶液电导率的主要仪器设备,电导率仪电导池常数对测量数据的准确性有着重大影响。本文依据JJG 376—2007《电导率仪》,对电导率仪电导池常数进行校准,并给出了应用的测量不确定度。

一种混合气体与温度同时检测的传感器阵列

针对主要烟气污染物气体一氧化氮NO/二氧化硫SO_(2)监测存在的温漂大、温度补偿系统体积大、成本高的问题,采用MEMS工艺,研制了一种三电极碳纳米管传感器阵列。该阵列由三个不同极间距的传感器构成,分别检测NO、SO_(2)浓度及温度。研究了极间距、气体浓度和温度对传感器的影响,分析了传感器对气体浓度和温度的敏感机理。三个传感器在不同的气体浓度、不同的温度下,具有不同的单值敏感特性。传感器重复性好、灵敏度高;阵列可以不分离混合气体,直接检测NO、SO_(2)成分及温度,具有温度补偿的功能,能够用于解决烟气污染物检测在工作温度变化时存在的误报问题。

核电厂氢气浓度监测系统设计

针对核电厂安全壳内氢气浓度泄漏的监测需求,基于钯合金氢敏薄膜原理设计了核电厂氢气浓度监测系统。根据钯合金氢气传感器随环境温度、环境压力的变化特性,开发了氢气传感器温度、压力补偿算法;结合安全壳模拟容器内的应用场景,进行了测量系统的总体设计,并对设备性能进行了测试分析。研究结果表明,在0%~20%的浓度范围内,低温120℃及高温150℃条件下,氢气浓度监测系统的最大示值误差分别为0.5%FS及-0.78%FS,均低于±2.5%FS,响应时间均为17 s,小于40 s;高温150℃时测试结果显示,系统检测精度优于0.02%;标准浓度为3%及10%的稳定性测试中,最大示值误差为-1.3%FS,具有良好的长期稳定性。该氢气浓度监测系统性能技术指标满足设计要求,可为核电厂安全壳氢气泄漏监测提供有效的解决方案。

离子计检定电计及仪器总示值的不确定度评定

离子计是一种用于测量溶液中离子浓度的实验室电化学分析仪器,主要由电计和测量电极两部分组成,因此离子计的检定分为电计示值误差和仪器总示值误差。根据JJG 757-2018《实验室离子计》检定规程,对离子计的检定过程进行了深入分析和总结,并根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对离子计电计和仪器总示值误差检定结果进行了不确定度评定,解决了以往离子计检定不确定度评定不完善的问题。

地下水原位监测浊度传感器设计

针对传统浊度传感器应用于地下水原位监测时存在尺寸大、预热时间长等问题,设计了一种适用于地下水原位监测的新型浊度传感器。传感器基于90°散射光测量原理,采用柔性玻璃光纤束作为导光材料,显著减小了传感器的尺寸。此外,传感器对光源发光强度进行了动态监测补偿,从而有效缩短了传感器预热时间,同时进一步提高了传感器的测量精度。介绍了传感器的测量原理和设计方法,并结合地下水原位监测使用需求及相关规范要求对传感器性能进行了验证。传感器测量重复性为0.41%、漂移为0.46%、线性误差为0.47%,可较好地耐受0.5 MPa水压环境。试验结果表明:传感器测量精度高、稳定性好、耐水压能力强,适用于地下水原位浊度监测。

石化企业总有机碳在线水质分析仪的选型与工程设计

针对石化企业水污染监测中总有机碳(TOC)的排放要求,对照分析了干式、湿式氧化法和羟基氧化法的原理及各自的特点,提出了不同的水质分析仪选型方案应该注意的问题。同时,以某天然气净化厂所设TOC在线分析仪为例,提出了TOC在线分析系统的设计方案与应用,为TOC在线水质分析仪在石油化工装置的应用提供理论和实践支持。

天然气净化装置烟气氧分析仪的选型与应用

针对天然气净化装置烟气分析仪氧传感器使用寿命短,测量不准确,运行不稳定的状况,详细阐述了气体氧分析仪的检测原理,比较了三种主流氧分析仪的特性和优缺点,探讨和分析了烟气氧分析仪在选型中存在的问题,结合在烟气监测中的应用工况,重点介绍了对烟气氧分析仪的改造,并对改造后的应用效果和取得的经济效益作出分析评价。

点型可燃气体探测器关联系数修正浅议

四川能投化学新材料有限公司精对苯二甲酸装置生产现场、储罐区采用点型可燃气体探测器(采用催化燃烧式传感器,用丙烷标准样气对探测器进行校准)监测各种可燃气体,经常出现“虚报险情”或“有险不报”的情况,存在较大的安全隐患。为此,多次用事先配制好的已知浓度的标准可燃气体进行MSA DF-8500C点型可燃气体探测器关联系数修正前后测定值的对比试验。试验结果表明:测定与丙烷分子量接近的可燃气体(如甲醇)时,关联系数修正与否皆可;测定比丙烷分子量小较多的常见可燃气体(如氢气、甲烷)时,关联系数必须进行修正;测定比丙烷分子量大较多的可燃气体(如乙酸、PX)时,关联系数修正前后测定值与实际值均偏差太大,需采用其他测量原理的可燃气体探测器。

一种用于高场非对称波形离子迁移谱系统的新型敞开式化学离子源

根据高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)系统的要求,本文提出了一种新型敞开式直流电晕放电化学离子源.该离子源主要由内线电极、外筒电极和牵引电极组成,内、外电极半径分别是0.08、2mm.筒壁电极上开有对称的4个槽,用于通入样品和牵引离子.质谱实验结果表明,该离子源能够在敞开环境下很好地离子化丙酮、乙醇、苯胺、N,N-二甲基甲酰胺、甲基磷酸二甲酯(DMMP)、乙酸乙酯、甲酸、乙酸、苯酚等正、负电性物质.静电计测试实验结果说明该离子源能够稳定地产生离子电流.通过分析不同时刻的谱图发现,在不同时间点上产生的主要离子相同,具有很好的稳定性.利用感应耦合等离子体(ICP)工艺在硅片上加工了该离子源,从而验证了该结构可以由微机电系统(MEMS)加工技术实现.该离子源具有体积小、结构简单、无辐射、工作稳定等特点,不仅可以满足FAIMS系统的要求,还可用于敞开式质谱、微型质谱仪、离子迁移谱(IMS)等仪器.

一种地下水原位监测多参数水质传感器设计

针对地下水水质原位监测需求,设计了一种可实现水温、pH值、氧化还原电位、溶解氧、电导率和浊度原位测量的一体式多参数水质传感器。结合传感器测量原理和应用需求,通过集约化和小型化设计方法,实现了传感器直径不大于50 mm、且具备良好可维护性的设计目标,确保传感器可较好的适应各类地下水原位监测场合使用需求。介绍了传感器的测量原理和设计方法,并结合相关标准和应用需求,委托第三方机构对传感器性能进行了测试,测试结果表明:传感器具有测量准确度高,响应速度快,测量稳定性好等优点,具有较高的推广应用价值。

一种四电极电导率传感器的研制

设计了一种四电极电导率传感器,介绍了该电导率传感器的测量原理、结构形式、测量电路及制作工艺,并阐述了探头制作材料的选取过程。通过对其进行性能实验,验证此仪器具有测量精度高、性能稳定等特点,并且此传感器还具有使用寿命长、测量范围广、价格便宜、实现了远距离自动化测量等优点,特别适用于水环境监测和水质污染控制等领域中。

液态铅铋氧浓度测量技术初步研究

液态铅铋合金是加速器驱动次临界系统(ADS)中散裂靶兼冷却剂的主要候选材料。氧浓度是影响液态铅铋合金(LBE)对结构材料腐蚀的关键因素,而氧传感器是实现液态铅铋合金中氧浓度精确测量的重要部件,本研究设计研制了一种液态铅铋系统氧传感器并基于自主研制的高温液态铅铋合金氧测控预研平台,初步开展了氧饱和LBE中的氧浓度测量实验。实验结果显示,300～400℃的氧饱和LBE中,氧传感器的电压信号(E)随温度(T)变化的实验曲线与理论曲线变化趋势相吻合;相对于300℃<T<350℃温度范围,氧传感器在350℃<T<400℃范围内的测量性能更好,仪器本身的系统误差约为17mV。