[發(fā)明專利]集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010171320.5
• 申請(qǐng)日: 2010-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN102235991A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佟建華;邊超;夏善紅;李洋;白銀;孫楫舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N27/30
• 分類號(hào): G01N27/30
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

1.一種集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，包括微型消解單元(1)、微電極傳感單元(2)、板狀上襯底(3)和板狀下襯底(4)；

在所述板狀下襯底(4)上表面左側(cè)設(shè)有至少一微型消解單元(1)，右側(cè)設(shè)有至少一微電極傳感單元(2)；

所述微型消解單元(1)包括水樣入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、進(jìn)樣混合通道(8)、消解池(9)、熱隔離槽(10)、加熱微電極(11)和消解池出口(12)，其中，水樣入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)分別經(jīng)流體通道與進(jìn)樣混合通道(8)相連通，進(jìn)樣混合通道(8)與消解池(9)相連通，消解池出口(12)與微電極傳感單元(2)相連通；消解池(9)周圍有多道弧形熱隔離槽(10)；

所述微電極傳感單元(2)，包括兩個(gè)電解液入口(13)、(14)、兩個(gè)混合通道(15)、(16)、兩個(gè)反應(yīng)池(17)、(18)、兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)和兩個(gè)廢液出口(21)、(22)，其中，消解池出口(12)經(jīng)流體通道分成兩路，分別與兩個(gè)電解液入口(13)、(14)相連通，再經(jīng)兩路混合通道(15)、(16)分別經(jīng)兩個(gè)反應(yīng)池(17)、(18)后，與兩個(gè)廢液出口(21)、(22)相連通；兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)分別設(shè)于兩個(gè)反應(yīng)池(17)、(18)內(nèi)部的上方；

所述水樣入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、消解池(9)、兩個(gè)反應(yīng)池(17)、(18)和兩個(gè)廢液出口(21)、(22)均為圓形凹槽；

進(jìn)樣混合通道(8)、熱隔離槽(10)、兩個(gè)混合通道(15)、(16)和流體通道均為條形凹槽；

所述板狀上襯底(3)覆于板狀下襯底(4)上表面，使圓形凹槽密封為容腔，條形凹槽密封為通道；板狀上襯底(3)上正對(duì)水樣入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、兩個(gè)電解液入口(13)、(14)和兩個(gè)廢液出口(21)、(22)處，設(shè)有通孔；

所述兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)固接于板狀上襯底(3)下表面；

所述板狀下襯底(4)下表面，正對(duì)消解池(9)容腔處，固設(shè)有加熱微電極(11)；加熱微電極(11)、兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)分別與電源連接。

2.如權(quán)利要求1所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述板狀上襯底(3)覆于板狀下襯底(4)上表面，板狀上襯底(3)、板狀下襯底(4)的材料是硅或玻璃，利用鍵合技術(shù)，將兩片板狀上襯底(3)、板狀下襯底(4)結(jié)合在一起；進(jìn)樣混合通道(8)、兩個(gè)混合通道(15)、(16)為“S”型結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱微電極(11)的材料為鉑，采用濺射、蒸發(fā)的方法制備，表面覆蓋有熱絕緣材料；加熱微電極(11)也作為溫度傳感器測(cè)量消解池(9)內(nèi)的溫度。

4.如權(quán)利要求1所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)，其中每個(gè)微電極系統(tǒng)都包括一個(gè)敏感電極(23)、一個(gè)參比電極(24)和一個(gè)鈍化電極(25)，Y狀參比電極(24)居中，敏感電極(23)、鈍化電極(25)分居兩側(cè)，Y狀參比電極(24)的端部呈半圓狀包圍敏感電極(23)、鈍化電極(25)的端部；電極(23、24、25)采用等離子體濺射、蒸發(fā)以及電鍍的方法加工，材料是鉑或金；敏感電極(23)表面修飾有對(duì)磷酸根和硝酸根敏感的材料；兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)分別對(duì)總磷和總氮檢測(cè)。

5.如權(quán)利要求4所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述敏感電極(23)、鈍化電極(25)的有效區(qū)域?yàn)閳A形，參比電極(24)的有效區(qū)域?yàn)殡p拱形，敏感電極(23)、鈍化電極(25)分別被參比電極(24)的一個(gè)拱形結(jié)構(gòu)所環(huán)繞。

6.如權(quán)利要求1或4所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)的敏感電極(23)、參比電極(24)和鈍化電極(25)，分別位于兩個(gè)反應(yīng)池(17)、(18)內(nèi)部的上方。

7.如權(quán)利要求4所述的集成式總磷總氮微傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)微電極系統(tǒng)(19)、(20)是微型消解單元(1)和微電極傳感單元(2)的單芯片集成系統(tǒng)，或是微型消解單元(1)和微電極傳感單元(2)的分立結(jié)構(gòu)通過流體互聯(lián)的方式形成。