船舶尾气监测无人机系统设计与应用

为监测珠江水域在航船舶的燃油合规性,设计了一套用于监测船舶尾气的微型嗅探无人机系统,该系统利用无人机搭载微型嗅探传感器,可实时监测在航船舶尾气中的二氧化硫(SO_(2))和二氧化碳(CO_(2))浓度,进而监管船用燃油硫含量的合规情况,筛查违规使用高硫油的船舶。经过现场测试与应用,成功查实多艘违规使用高硫燃油的船舶。通过对比分析船舶燃油硫含量的监测值和实际值,验证了船舶尾气嗅探无人机技术的可靠性。船舶尾气嗅探无人机监测系统的应用可以为海事执法提供便捷手段和技术支撑,提高海事执法效率。

用于芥子气检测的ICT荧光探针及其薄膜基气相传感器

芥子气(Sulfur Mustard, SM)的快速检测是有效应对SM释放与泄漏危害的关键,能够显著促进医疗救助与健康防护工作的顺利开展与高效执行。本文综述了用于SM检测的分子内电荷转移(Intramolecular Charge Transfer, ICT)荧光探针的研究现状,总结了4种ICT荧光探针的传感机制;通过分析探针的结构与性能探讨了此类探针及其薄膜基气相传感器的应用,并指出未来的薄膜基SM传感器应具备高稳定性、高灵敏度、快速响应以及裸眼可视化等特性。

光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

铅酸蓄电池的电解液变化对于电池安全运行状态至关重要,研究植入性传感技术有助于精确监控蓄电池内部电解液变化等过程,及时在线获得蓄电池的实时工作性能与状态,在蓄电池安全监测领域具有重要意义。文章提出并设计了一种基于全光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,FP)干涉仪的液体浓度传感器,其探头是由两段单模光纤和一段U形毛细石英玻璃管构成的开放式FP腔,可以使液体轻松进入空腔,不易形成气泡。该结构具有耐强酸强碱、侵入性低、体积小、抗电磁干扰和绝缘体特性等优势,可植入铅酸蓄电池内部,实现对电解液中的硫酸溶液浓度的实时在线监测。结果表明:在硫酸为0~30%的体积分数范围内,FP腔的有效腔长和硫酸溶液的体积分数具有良好的线性度,其拟合系数达0.995,硫酸溶液的体积分数测量值与真实值之间的最大偏移量<±1.05%。

非分光红外(NDIR)探硫传感器的研究与设计

通过调研和分析得出国内非分光红外探硫传感器存在的工艺、检测精度和稳定度问题。文中从气室工艺、光源调制方式与稳定度、设计精密的微弱信号处理电路和恒温控制系统等影响检测结果的因素出发,依次进行改进设计和实验测试,完成气室抛光管的镀金与打磨;并对光源的电调制频率进行反复测试和验证,设计完成一种具有良好平坦特性的微弱信号处理电路。在控温精度为0.1℃的恒温系统中进行实践测试,测试结果表明,所设计的探硫传感器信号的噪声下降约73.7%,检出限达到0.01 ppm,在现有水平的基础上提升近500倍,能够实现低硫的高精密测量,为后续低硫探测的非分光红外传感器研制提供了思路和借鉴。

高精密红外探硫传感器的研究与设计

根据气体的红外吸收特性,SO2的特征吸收峰所在的波长与人体红外波长范围正好重叠。因此,红外硫探测器成为了敏感元件,国内生产的红外硫探测系统测量精度不够,进口红外硫探测系统很大程度对国内进行了技术封锁。基于此,该文采用非分光红外技术,针对当前高精密红外低硫传感器最重要信噪比影响源进行了研究,优化了光源驱动、红外气室恒温控制、信号采样与微弱信号处理电路设计等,完成了一套低硫探测装置的设计,经过测试,信号的噪声波动从原来的140 uV减小到50 uV左右,检出限达到0.01 ppm,实现了低硫检测领域的技术创新,该项目成果已经成功实现量产。

可拉伸、自修复Janus水凝胶薄膜用于柔性传感器的研究

以银纳米线为无机导电层、水凝胶薄膜为有机柔性层,基于银-硫(Ag-S)配位作用增强Janus水凝胶薄膜导电层与柔性层间的界面作用。同时,为了增强其电学性质,协同银纳米线为导电纳米基元,利用其优异的界面组装能力构筑高导电性Janus水凝胶薄膜。结果表明,动态可逆的Ag-S作用还赋予其在近红外条件下的自修复性能。利用上述获得的Janus水凝胶薄膜应用于柔性传感器,实现实时监测人体的各种运动状态。

新型二氧化硫气体电化学传感器的研究

The development of a novel electrochemical sensor for the detection of concentration of atmospheric sulfur dioxide in the low-mg/m 3 range is described. The gas sensor is based on a platinum microelectrode and a porous polymer film, which is directly connected with the gas-containing atmosphere. The gas sensor is very sensitive, selective, and reproducible for detection of SO2. The linear range over 0 10 mg/m 3 to 150 mg/m 3 and the detection limits is 0 05 mg/m 3.

采用离子液体的二氧化硫电化学传感器的研究

作者采用离子液体作为二氧化硫传感器的电解质溶液 ,并用微分脉冲伏安法 (DifferentialPulseVoltammogram)考察了对SO2 气体的响应。结果表明 ,离子液体传感器对S2 气体有很好的电化学响应 ,灵敏度高和重现性好。其线性范围为 10 0～ 70 0ppm ,检测限为 5 0ppm。

高灵敏度二氧化硫光纤传感器的研究

以奎宁为荧光试剂，通过改变传感液膜的组成及采用非稳态测量法，研制成功高灵敏度的二氧化硫光纤传感器，该传感器的线性响应范围为３．１×１０－７～７．８×１０－５ｍｏｌ／Ｌ，检测限达１．６×１０－７ｍｏｌ／Ｌ．研究了内充液中ＮａＨＳＯ３浓度、内充液层厚度对该光纤传感器动态响应信号的影响，用该传感器测定了葡萄酒中游离二氧化硫的含量。

基于CC2530的博物馆状况无线监测系统设计

针对博物馆文物保护过程中对环境状况远距离监测的需要,使用ZigBee无线通信方式组网,采用温湿度传感器、二氧化硫传感器、片上系统级芯片CC2530、上位机等实现了博物馆环境状况无线监测系统。主要阐述了系统的设计思想和工作原理,详细介绍了系统的硬件设计、软件流程和测试结果。通过实测数据表明设计的系统覆盖范围广、功耗低、测量精度高,具有较强的实用价值。

金属液中定硫传感器的稳定性

采用高温化学电池固体电解质的方法来测定碳饱和铁液中的硫含量。用 Zr O2 (Y2 O3)作为定硫传感器的固体电解质 ,将 Y2 O3+Y2 O2 S作为其辅助电极组成 A型定硫传感器 ;或用 Zr O2(Y2 O3) +Y2 O2 S直接作为固体电解质组成 B型定硫传感器。其电池形式分别为 :Mo,Cr2 O3+Cr|Zr O2 (Y2 O3) |Y2 O3+Y2 O2 S|[S]Fe,Mo;Mo,Cr2 O3+Cr|Zr O2 (Y2 O3) +Y2 O2 S|[S]F e,Mo。定硫实验结果表明 ,该定硫传感器所测电动势信号稳定、响应快、重现性好、持续时间长 ,准确度较高 ,是一种比较成功的定硫传感器。此外 ,还得到了在 15 83K下电动势与铁液中硫含量的关系。

红外碳硫传感器信噪比改善方法研究

应用于钢铁、矿物等检测的红外碳硫仪的研制在国内的研究还存在诸多问题,由于其在红外检测中位于一个非常敏感的区域,国内高精度红外碳硫传感器的研究迫切需要迈上新台阶;其检出限和检测精度要达到国际先进水平还存在传感器的气室工艺不够、探测器与光源的资源限制、信号的调制方式落后等问题;当然也存在信号的前期滤波、信号后期处理方面的原因;文章针对当前红外碳硫传感器的研究现状,对改善信噪比的方法进行探究和分析,并提出了相应的解决措施和具体思路。

催化发光法同时测定空气中的甲醛、苯和二氧化硫

基于甲醛、苯和二氧化硫在纳米Ti_3Ce Y_2O_(11)上的催化发光有交叉敏感现象,在3个波长处分别确定甲醛、苯和二氧化硫浓度与催化发光信号强度的响应关系,再依据发光信号强度的叠加性特征即可获取甲醛、苯和二氧化硫的准确浓度,据此建立了同时测定空气中甲醛、苯和二氧化硫的新方法。3个分析波长分别为420、535和680 nm,敏感材料表面温度为280℃,载气流速为130 m L/min。本方法对甲醛、苯和二氧化硫的检出限(3σ)分别为0.04、0.05和0.10 mg/m3,线性范围分别为0.08~75.60 mg/m^3、0.10~101.40 mg/m^3和0.30~115.00 mg/m^3,回收率分别为96.4%~103.7%、97.8%~102.5%和97.2%~103.3%。常见共存物,如乙醛、甲苯、硫化氢、氨、甲醇、乙醇和二氧化碳等不干扰测定。连续200 h通浓度均为50 mg/m3的甲醛、苯和二氧化硫混合气体,发光强度的相对偏差≤2%,表明此纳米级复合氧化物对甲醛、苯和二氧化硫的敏感性的寿命长。本方法充分利用了交叉敏感现象,可以实现空气中甲醛、苯和二氧化硫的在线分析。

基于MEMS叠层微结构的SO2毒气传感器

利用多孔上电极叠层微结构，以真空镀膜技术形成气敏膜，采用MEMS微加工技术研制了气体传感器。依据等效电路和工艺边界条件，通过电导公式推导出传感器的输出电导提高了10^3倍，解决了有机半导体的信号采集问题。通过SEM微观形貌，确认蒸发电流100～120A、蒸发时间8～12s为电极成膜最佳条件；气敏膜表面呈现二次化学反应融合的200nm左右“米粒状”活性颗粒状态，均匀一致，孔隙有序。测试结果表明：比例系数为0．15～0．35的硫酸掺杂CuPcxPANI1-x对SO2有最佳的灵敏度；考虑到减少H2S气体干扰，选择CuPc0.35PANI0.65为气敏材料，在加热电压VH为1～2．5V时提高了传感器的灵敏度特性和响应恢复特性，响应时间为30s；传感器输出特性为单对数线性关系，检测范围为0～200×10^-6；经6个月的稳定性考核，其输出阻抗漂移≤±5％，灵敏度漂移≤10％。

荧光型二氧化硫光纤传感器的研究

本文描述了一种新的测量二氧化硫的荧光型光纤传感器。溶于内充液的奎宁被用作敏感物,通过气透膜将内充液与水溶液分开。传感器对二氧化硫的响应范围是3×10^(-6)～3×10^(-4)mol/L。报道了传感器的重现性、稳定性、响应时间和选择性。用该传感器测定了含二氧化硫的实际样品并与碘量法进行了比较。

WO_3基H_2S气敏材料的研究

采用正交试验法和单水平试验法研究了热处理温度及掺杂元素对ＷＯ３ 基Ｈ２Ｓ气敏元件灵敏度、选择性、稳定性、响应恢复特性及元件阻值的影响，得到了较为理想的Ｈ２Ｓ气敏元件． 根据提出的气敏机理模型较好地解释了热处理温度、掺杂氧化物酸碱性及催化活性等对Ｈ２Ｓ气体灵敏度的影响．

改性Nafion膜在全固态二氧化硫气体传感器中的应用

研究了用改性Nafion膜作固体电解质的全固态定电位电解型SO2 气体传感器。发现Nafion膜用硫酸处理后 ,膜的保水性增加 ,因此传感器的稳定性较好 ,进行寿命试验 4个月 ,性能略有下降 ,有望成为一种能实际使用的气体传感器。

梳状电极电容式SO_2气体传感器

二氧化硫气体传感器由一组梳状电极和做为电介质覆盖其上的 ,对二氧化硫敏感的有机改性硅酸酯薄膜组成 .梳状电极电容的基材为二氧化硅 ,铝电极以薄膜覆在其上 ,电极的厚度为 1 .6μm电极宽度和间隙为 1 5μm,电极的长度为 1 2 0 0μm,电极总数为 40 0个 .采用溶胶 -凝胶法和自旋涂覆技术形成气敏涂层 .在室温和 1 0 0 Hz,1 k Hz,1 0 k Hz下 ,测定了梳状电极电容器的电容 ,探讨了二氧化硫浓度 ,测量频率和涂膜厚度对传感器灵敏度的影响 .在本实验条件下 ,经有机改性的 N,N-二乙基氨丙基

定电位电解二氧化硫传感器特性研究

选用了3SF定电位电解型传感器作为二氧化硫连续在线监测探头.通过对该传感器各项特性指标的研究表明:该传感器在0～2 500 mg/m3测量范围内,输出信号线性相关系数为0.998 9,零点漂移为0.64%F.S.,相对准确度最大偏差为28 mg/m3,响应时间为30s,以上特性符合国家HJ/T 76-2001标准中对二氧化硫传感器的各项指标要求,试验研究表明该传感器可用于二氧化硫连续在线监测.

基于随机共振和微纳传感器阵列的六氟化硫检测方法研究

建立了一种基于随机共振和微纳传感器阵列的六氟化硫气体检测方法。使用两个360μm极间距离的微纳传感器构成的阵列结合随机共振算法,在室温常压,相对湿度70%的条件下检测3.0～24g/m3SF6气体及纯SF6气体,以信噪比极大值实现各浓度SF6气体的区分。传感器工作于微电离平衡状态,检测过程中无有害气体产生,安全性较高。为检验该方法的实用性,依据国家标准在温度20℃、相对湿度70%和常压条件下模拟现场检测3.0～12g/m3SF6气体,结果表明:本方法具有较好的重复性和实用性。