基于深度学习的H2S气体传感器设计与研究

针对现有H2S气体传感器数据分析和数据预测问题,提出了一个混合深度学习模型,专门用于分析和预测H2S传感器的时间序列数据。模型结合卷积神经网络(CNN)和长短时记忆网络(LSTM),利用CNN强大的空间特征提取能力和LSTM出色的时间序列分析能力,通过归一化处理传感器数据,能够处理不同尺度的传感器读数,并通过构建时间序列数据集,准备用于训练的数据。训练过程中,模型学习历史数据中的空间和时间模式,以预测未来的H2S浓度。混合模型在测试集上进行评估,显示了其在预测未来传感器读数方面的准确性。该模型可以用于实时监测和响应潜在的有毒气体泄漏,从而保障安全并符合环境监测法规,为处理复杂传感器数据提供了一种有效的解决方案,展现出在高精度时间序列预测任务中的巨大潜力。

溶胶凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H_2O_2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。

基于H2TG3551湿度传感器的汽车自动防雾系统的研究设计

随着我国汽车技术的不断发展,汽车产销量的不断增加,消费者对汽车的性能提出了更高的要求,除了对汽车硬性指标关注的同时,也更加关注汽车的软环境。自动除雾系统因为可以为驾驶员提供更多的便利和安全性而受到越来越多的重视。介绍了自动除雾原理及自动除雾系统的原理框图,提出了利用精量电子生产的高精度温湿度传感器H2TG3551构成的汽车自动除雾系统,实现对挡风玻璃起雾情况的实时监控。并给出了自动除雾传感器的安装方法和位置。实验验证了系统性能良好,可以满足自动除雾的要求。

巯基丁二胺镍(Ⅱ)自组装单分子层H_2O_2传感器研究

采用巯基丁二胺镍(Ⅱ)(NiL-SH)自组装单分子层修饰金电极,制得测定H2O2的电流型生物传感器。NiL-SH在电极表面有一对可逆的氧化还原峰。传感器对H2O2的还原显示出快速电催化响应(<10s),采用电子扫描电镜(SEM)和光电子能谱(XPS)对电极表面进行了表征,且计算了其自身电化学反应性质。研究了各种因素如pH、工作电位等对传感器响应电流的影响。循环伏安法测定H2O2的线性范围为5.0×10-6～3.0×10-3mol/L(r=0.999),检出限为2.0×10-6mol/L。该电极显示出模拟酶特性,测定米氏常数KMapp=2.78mmol/L。对传感器的稳定性,灵敏度和选择性进行研究,并应用于实际样品测定。

基于Nafion共固定Pt/PEDOT/MWCNTs复合材料和辣根过氧化物酶电化学H_2O_2生物传感器

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用改进的一步化学合成法制备了Pt/聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)/MWCNTs复合材料,以Nafion共固定此复合材料和辣根过氧化物酶(HRP)从而研制出性能优良的生物传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对制得的复合材料进行表征,同时通过循环伏安法详细探讨了该传感器对H2O2的响应性能。结果表明,固定的HRP仍能维持其结构和生物活性,并进行有效和稳定的直接电子转移。该方法由于使用了载体MWCNTs及NaBH4的进一步还原过程,明显增强了传感器对H2O2的电催化活性。在优化条件下,该传感器对H2O2在0.008～1.8mmol/L浓度范围内成线性相关,检出限为0.4μmol/L,且具有良好的重现性、稳定性和选择性。

基于Pt/PEDOT/PSS-Graphene复合材料的H2O2生物传感器

以聚苯乙烯磺酸钠(PSS)功能化的石墨烯为载体原位聚合聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)制备PEDOT/PSS-Graphene复合材料,然后将该复合材料修饰于玻碳电极(GCE)表面制得PEDOT/PSS-Graphene/GCE电极,并在此基础上电沉积负载Pt纳米颗粒构建了一种新的无酶H2O2生物传感器。利用扫描电子显微镜(SEM)对制得的修饰电极进行表征,同时通过循环伏安法和计时电流法研究了该传感器对H2O2的响应性能。结果表明,所制备的传感器对H2O2检测有极快的响应速度(1.5 s),在11.57μmol/L～3.60 mmol/L H2O2浓度范围内成线性相关,检出限为9.27μmol/L,且具有良好的重现性、稳定性和选择性。

基于CdS-SiO2纳米复合材料的过氧化物模拟酶H2O2比色传感器(英文)

在玻璃基板上合成CdS-SiO_2纳米复合材料,并分别通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行表征。与自然酶辣根酶类似,CdS-SiO_2纳米复合材料可以催化H_2O_2氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB),产生可以通过肉眼观察到的蓝色产物,证明CdS-SiO_2纳米复合材料具有过氧化物酶样活性。此外,CdS-SiO_2纳米复合材料在60℃下于HAc-NaAc缓冲溶液(pH=4.0)中表现出较高的活性和稳定性。另外,利用荧光探针的方法研究了催化机理,结果证明该催化机理来自于产生的羟基自由基。基于CdS-SiO_2纳米复合材料的过氧化物酶活性,设计了一种新奇的H_2O_2比色传感器,检测H_2O_2的线性范围为5~40μM(R^2=0.994),检测限为4.2μM。

HTCC电化学H_2S传感器制备及其性能分析

采用高温共烧陶瓷(HTCC)工艺技术,设计并制备了电化学气体传感器,该传感器具有结构简单、尺寸小、重量轻等特点。运用电化学工作站对传感器的响应特性进行分析,结果显示:所测电化学气体传感器对H_2S气体响应良好,在H_2S传感器的量程范围(0～100)×10^(-6)内,传感器的响应输出值与H_2S气体体积分数呈现良好的线性关系,线性相关参数0. 997 55,精度优于±1. 5%FS,传感器对气体的响应速度较快,响应时间τ_(90)不大于10 s。通过匹配不同离子液体可实现不同种类气体的检测。此外,HTCC工艺成熟,可实现传感器的批量化制备。

基于L-Cys/MWCNT/HRP修饰金电极的过氧化氢传感器

制备了以L-半胱氨酸(L-Cys)、多壁碳纳米管(MWCNT)、辣根过氧化物酶(HRP)修饰的H2O2生物传感器。研究了修饰电极的电化学特性,探讨了测定溶液PBS的温度和pH值对电极响应H2O2的影响,考察了电极的重现性、抗干扰能力及使用寿命等。结果表明:该传感器具有线性范围宽、检出限低、灵敏度高、稳定性好和抗干扰能力强等特点。

SnO_2-Ag-SnO_2结构元件室温下对H_2S的敏感特性研究

以SnCl4和O2为源物质,采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)和浸渍法掺Ag技术制备了SnO2-Ag-SnO2结构薄膜,在20℃下该结构薄膜对H2S具有良好的气敏特性,即高灵敏度、良好的选择特性和开关式响应特性。

表面碳化的硅纳米孔柱阵列的H2S室温电容传感特性

通过将硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)进行高温碳化处理,制备出一种SiC/Si-NPA复合纳米体系。对SiC/Si-NPA的表面形貌和结构表征揭示,生长于Si-NPA上的SiC薄膜由具有立方结构的SiC纳米颗粒组成,厚度为～200 nm。SiC/Si-NPA整体上保持了Si-NPA原有的柱状阵列结构特征。对浓度介于0～1 200×10-6的H2S气体的室温传感性能测试表明,SiC/Si-NPA对H2S气体的电容响应灵敏度可高达790%,而其对400×10-6浓度H2S气体的响应和恢复时间则分别为170 s和200 s,元件具有较好的测量重复性和稳定性。SiC/Si-NPA可能是一种室温条件下较为理想的H2S气体传感材料。

基于单片机的H_2S气体检测仪的设计

搞要:本文介绍了利用H2S电化学传感器对H2S气体浓度进行精确检测的单片机硬件电路、工作原理及软件实现方法。所选用的H2S电化学传感器及信号电桥放大电路能满足在常温下对H2S气体高精度、宽范围检测的要求;在软件设计时,对数据的处理采用了线性插值算法。另外,该系统还采用了分级报警的方式。

H_2S气体体积分数监测系统的设计

阐述了一种利用气体传感器对H2 S气体体积分数进行高准确度、宽范围测量的单片机实现方法 ,是一种高性能、易实现、实用性较强的H2 S气体体积分数监测、报警装置。讨论了关键技术和实现过程。

H_2S气体浓度监测系统的设计

阐述了一种利用气敏传感器对H_2S气体浓度进行高精度、宽范围测量的单片机实现方法,是一种高性能、易实现、实用性较强的H_2S气体浓度监测、报警装置.讨论了关键技术和实现过程.

基于Nafion固定磷钼酸和石墨烯共修饰PEDOT膜电极的电化学过氧化氢传感器

以玻碳电极(GCE)为基底电化学聚合制得聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)膜修饰电极,再通过Nafion共固定磷钼酸和石墨烯构建了一种新型的无酶电化学H_2O_2传感器.利用扫描电子显微镜(SEM)表征制得的修饰电极,并通过循环伏安法和计时电流法研究了传感器对H_2O_2的响应性能.结果表明,在优化条件下,该传感器对H_2O_2还原具有良好的电催化性能,检测H_2O_2的线性范围为2.91×10^(-6)~1.83×10^(-2)mol·L^(-1),检出限和灵敏度分别为9.90×10^(-7)mol·L^(-1)(S/N=3)和112.5μA·(mmol·L^(-1))^(-1).此外,该传感器还具有良好的重现性和选择性.

基于可调谐激光吸收光谱技术的免校准硫化氢气体传感器

为了提供一种快速、敏感的硫化氢(H_2S)气体检测装置,本文基于可调谐二极管吸收光谱技术,利用分布反馈式激光器作为光源建立了一种传感器。所选激光器的波长扫描范围覆盖了H_2S的近红外强吸收波段,1578.128nm波数处被选为H_2S目标检测谱线。利用锁相放大器同时解调一次谐波(1f)和二次谐波(2f)信号,且1f信号相对于2f信号的归一化处理使传感器达到免校准测量的效果,从而抑制由于光路、电路及光强振动等因素产生的干扰。质量流量计被用来配置0~100 ppm H_2S标准气体,以此验证该传感器特性。实验结果表明,该传感器具有良好的线性度和稳定性,同时,响应时间约为20s,通过阿伦方差分析得到传感器在30s最佳积分时间内检测限为160ppb。这一敏感的H_2S气体传感器能够应用于开放光程下环境监测,同时对于其他领域的实时监测有着重要意义。

Pd-Ag合金膜拉锥光纤H_2敏传感器研究

采用熔融拉锥机,制作了具有均匀腰锥的H2敏传感器结构。拉锥长度设定为9000μm,拉锥速度0.1mm/s,火焰高度为3mm,拉锥后光纤的腰锥体处的均匀直径为30μm。用电子束蒸发装置在拉锥光纤均匀锥段表面上生长H2敏Pd-Ag合金薄膜,镀膜室内真空度为2.9×10-3Pa,束流为0.35A/s,沉积时间为10min,膜厚为50nm。设计了拉锥光纤H2敏传感器的实验装置,测试数据表明:Pd-Ag合金膜拉锥光纤H2敏传感器能够精确检测低于4%的H2浓度,适合于单点或多点分布式H2泄漏探测。

一种基于离心沉积金钯核壳纳米颗粒膜的光纤H_2传感器

鉴于低维纳米材料的大比表面积可以极大的提高材料与气体分子的接触面积,增强氢敏材料的灵敏度,本文提出了一种基于离心沉积金钯(Au-Pd)核壳纳米粒膜的反射式光纤氢气传感器。实验中采用种子溶液生长法合成尺寸约40nm的立方金核,后在金核溶液中加入Pd的生长液,进而得到粒径约62nm的Au-Pd核壳纳米颗粒。在4 000rpm,8 min条件下,将4 mL纳米颗粒溶液水平离心沉积在10mm×10mm的石英玻璃基片上得到氢敏纳米膜。表征分析结果显示,该方法制备的Au-Pd核壳纳米粒子粒径均一、结晶良好,离心沉积薄膜厚度均匀为200nm。在不同浓度氢气环境下,通过搭建的带有双光路补偿的反射式光纤束传感器对纳米粒薄膜的氢敏特性进行了测试。结果表明,该传感器对浓度在0.1%~4%的氢气具有较高的响应速度,在多次通/放氢循环中表现出良好的稳定性和可重复性;随着氢气浓度的降低,传感器的灵敏度呈非线性增大,有利于对低浓度氢气的检测。

一种基于表面等离子体共振的多模光纤H_2传感器

报道了一种基于表面等离子体共振(SPR)的多模光纤H2敏传感器,是通过化学腐蚀多模光纤使纤芯裸露再镀上Pd-Ag合金膜所构成,并给出了相应的理论分析和实验制作过程。理论分析表明,对于0～4%范围内的H2浓度,兼顾测量范围、灵敏度和响应时间,合金膜厚度选择在20nm附近为宜;实验研究结果显示,用20nm厚的Pd-Ag合金膜和15mm的光纤作用长度,在温度为26℃、相对湿度为60%的条件下,传感器能探测0～4%浓度范围内的H2,响应时间小于50s。

一种基于Pd-Y合金纳米膜的光纤H_2传感器

为提高光纤H2传感器的响应速度、稳定性和可重复性,本文分析了Pd-H传感机理,进而提出利用双靶溅射工艺在石英光学玻璃基底上制备55nm厚的Pd-Y合金H2敏薄膜,采用双光路检测技术设计并实现了反射式光纤束H2传感器系统。通、放H2实验结果表明,本文研制的基于Pd-Y合金纳米薄膜的传感器具有响应快速的特点,特别是在多次循环老化实验后表现出良好的稳定性和可重复性。