[發明專利]一種監測沉積物膨脹高度的生物傳感器及監測方法

有效

• 申請號: 201810451979.2
• 申請日: 2018-05-12
• 公開（公告）號: CN108709489B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 宋娜;江和龍;徐華成
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;H01M8/16
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓

1.一種監測沉積物膨脹高度的生物傳感器，其特征在于，包括微生物電化學敏感元件、曝氣裝置和信號采集裝置，

所述微生物電化學敏感元件包括N個微生物燃料電池和支架，其中N為大于等于1的整數，所述支架包括橫隔板，

每個所述微生物燃料電池均包括位于所述橫隔板上方的陰極、位于所述橫隔板下方的陽極和電阻，所述陰極和所述陽極均固定于所述支架上，所述陽極通過導線連接所述陰極，所述導線上設置所述電阻，所述N個微生物燃料電池的陰極至少一個位于所述沉積物的上覆水中，所述N個微生物燃料電池的陽極全部沒入沉積物中，

所述N個微生物燃料電池的陰極位于不同高度，

所述信號采集裝置分別連接所述N個微生物燃料電池，

所述曝氣裝置的曝氣出口置于所述沉積物的上覆水中，為各個微生物燃料電池的陰極提供氧氣。

2.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述支架還包括陰極固定板和陽極固定柱，所述陽極固定柱連接于所述橫隔板的下方，所述陰極固定板有N個，所述陰極固定板固定于所述橫隔板上方的不同高度，所述陽極固定于所述陽極固定柱上，所述N個微生物燃料電池的電極固定于不同的陰極固定板表面。

3.根據權利要求2所述的生物傳感器，其特征在于，所述支架還包括螺桿，所述螺桿豎直連接于所述橫隔板上方，所述陰極固定板內設置有內螺口，所述陰極固定板通過所述內螺口連接所述螺桿。

4.根據權利要求3所述的生物傳感器，其特征在于，所述螺桿有N個，每個所述螺桿上連接有一個所述陰極固定板。

5.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述支架為有機玻璃材質。

6.根據權利要求2-4任一所述的生物傳感器，其特征在于，所述陽極固定柱為中空的圓柱。

7.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述曝氣裝置包括空氣泵，所述空氣泵連通所述曝氣出口。

8.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述信號采集裝置為電壓采集及記錄裝置。

9.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述沉積物為水體沉積物、濕地、污泥或淤泥。

10.一種采用權利要求1-9任一所述生物傳感器監測沉積物膨脹高度的方法，其特征在于，包括如下步驟：

設置完成所述生物傳感器后，記錄每個陰極所處的高度，之后啟動曝氣裝置和信號采集裝置，監測每個微生物燃料電池的電壓，電壓降為零的微生物燃料電池的陰極所在的高度即為膨脹后沉積物的高度。