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EGFET pH传感器及栽培基质pH值在线检测系统
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作者 张西良 张家祺 +3 位作者 谢飞洋 谷加辉 胡帅 徐云峰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第10期1064-1071,1080,共9页
针对农业生产中栽培基质pH值在线检测准确性差的问题,采用化学腐蚀法制备TiO_(2)电极作为pH传感器的工作电极,设计并制作了一种基于延伸式栅极场效应晶体管(extended-gate field-effect transistor,EGFET)的pH传感器及栽培基质pH值在线... 针对农业生产中栽培基质pH值在线检测准确性差的问题,采用化学腐蚀法制备TiO_(2)电极作为pH传感器的工作电极,设计并制作了一种基于延伸式栅极场效应晶体管(extended-gate field-effect transistor,EGFET)的pH传感器及栽培基质pH值在线检测系统.该系统硬件主要包括电源电路、EGFET传感器电路、信号处理电路、电压跟随电路、主控电路等.主控电路以STM32芯片为核心,ESP8266模块作为辅助,包括UART、ⅡC等接口电路.系统软件主要包括主控程序、物联网平台与用户端APP程序等.系统依托阿里云物联网平台与手机端APP进行远程异地交互,实现对栽培基质pH值异地在线检测.对基于EGFET与传统电位法的pH传感器响应性能对比测试得到:基于EGFET的pH传感器响应时间、漂移、迟滞和线性度等性能均有不同程度的提升.通过对相对质量含水率71.4%的栽培基质应用试验得到:基于EGFET传感器在线检测系统pH值在线检测相对误差最大约为2.63%,相较于传统电位法传感器,相对误差降低16.51%,其应用有助于促进栽培基质pH值在线检测与调控. 展开更多
关键词 ph传感器 栽培基质 延伸式栅极场效应晶体管 二氧化钛电极 ph值在线检测
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面向栽培基质的二氧化钛电极EGFET pH传感器设计 被引量:1
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作者 张西良 高涵 +3 位作者 张家祺 徐云峰 陈成 陆海燕 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期743-748,共6页
针对农业生产中栽培基质直接在线检测pH准确性差的问题,采用化学腐蚀法,制备出具有氢离子敏感特性和超亲水特性的二氧化钛(TiO_(2))电极,并且采用退火工艺以提高电极表面硬度;将TiO_(2)电极与金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)组合成基于... 针对农业生产中栽培基质直接在线检测pH准确性差的问题,采用化学腐蚀法,制备出具有氢离子敏感特性和超亲水特性的二氧化钛(TiO_(2))电极,并且采用退火工艺以提高电极表面硬度;将TiO_(2)电极与金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)组合成基于延伸式栅极场效应晶体管(EGFET)的pH传感器.测试得到传感器灵敏度为0.05063 V/pH,重复性试验的变异系数最大为0.0057.测试结果表明该传感器具有良好的灵敏度、重复性和稳定性.选取4种典型栽培基质进行pH在线检测应用试验,pH检测误差的绝对值最大为0.18,经过温度补偿后误差的绝对值最大为0.11;使用后电极表面的亲水性依旧保持良好.应用试验结果表明,该传感器适用于栽培基质pH在线检测. 展开更多
关键词 ph传感器 二氧化钛电极 延伸式栅极场效应晶体管 栽培基质 ph在线检测
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pH传感器测定难溶电解质沉淀溶解平衡实验的设计 被引量:1
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作者 张何 《化学教学》 CAS 北大核心 2024年第7期75-77,共3页
针对教材中构建难溶电解质沉淀溶解平衡概念实验的不足,利用pH传感器和“五口H管”的数字化创新实验,通过一个装置测定水中加Mg(OH)2,晶体和继续加水后溶液的pH变化,引导学生认识难溶电解质在水中存在少量溶解且电离,并通过两次溶液pH... 针对教材中构建难溶电解质沉淀溶解平衡概念实验的不足,利用pH传感器和“五口H管”的数字化创新实验,通过一个装置测定水中加Mg(OH)2,晶体和继续加水后溶液的pH变化,引导学生认识难溶电解质在水中存在少量溶解且电离,并通过两次溶液pH趋于不变的事实,让学生认识难溶电解质在水中的平衡状态。实验设计新颖,操作简单,有助于培养学生的思维能力。 展开更多
关键词 五口H管 Mg(OH)_2 ph传感器 沉淀溶解平衡 实验设计
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pH传感器温度补偿模型研究 被引量:28
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作者 陈瑶 薛月菊 +3 位作者 陈联诚 陈汉鸣 王楷 黄珂 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1034-1038,共5页
水质pH值在线监测对提高水产品健康养殖至关重要,本文将无线传感器网络与pH值传感器相集成,设计了pH值监测的无线传感器网络系统。为克服pH值测量过程中温度对测量结果的影响,提出了一种pH传感器温度补偿模型,该模型通过pH传感器和PT10... 水质pH值在线监测对提高水产品健康养殖至关重要,本文将无线传感器网络与pH值传感器相集成,设计了pH值监测的无线传感器网络系统。为克服pH值测量过程中温度对测量结果的影响,提出了一种pH传感器温度补偿模型,该模型通过pH传感器和PT100铂电阻温度传感器分别测量溶液的pH值和温度,利用最小二乘法对pH值和电压进行线性分析,建立pH传感器的温度补偿模型。实验结果表明,该补偿模型测量精度高,能够实现较精确的pH值在线监测。 展开更多
关键词 ph传感器 PT100铂电阻温度传感器 温度补偿模型 最小二乘法
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基于核壳荧光纳米颗粒的一种新型纳米pH传感器 被引量:9
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作者 段菁华 王柯敏 +6 位作者 何晓晓 谭蔚泓 刘斌 何春梅 莫远尧 黄杉生 李杜 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期1-5,15,共6页
改进了一种基于新型的荧光染料——二氧化硅的核壳荧光纳米颗粒的纳米 p H传感器 ,以异硫氰酸荧光素 ( FITC)标记的羊抗人免疫球蛋白 Ig G为核材料 ,采用实验条件简单的油包水的微乳液方法制备荧光纳米颗粒 ,该方法有效地防止了荧光染... 改进了一种基于新型的荧光染料——二氧化硅的核壳荧光纳米颗粒的纳米 p H传感器 ,以异硫氰酸荧光素 ( FITC)标记的羊抗人免疫球蛋白 Ig G为核材料 ,采用实验条件简单的油包水的微乳液方法制备荧光纳米颗粒 ,该方法有效地防止了荧光染料在二氧化硅壳层中的泄露 .这种 FITC的核壳荧光纳米颗粒对 p H敏感 ,在 p H值 5 .5~ 7之间呈线性响应 ,且能被单个小鼠巨噬细胞吞噬 ,借此用于单细胞中 p 展开更多
关键词 油包水微乳液 核壳荧光纳米颗粒 ph传感器 小鼠巨噬细胞
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全固态复合pH传感器的研制与应用 被引量:8
6
作者 杨百勤 杜宝中 +2 位作者 李向阳 郭聪 薛力 《西北农林科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2006年第10期181-183,188,共4页
研制了一种可用于直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH值的新型全固态复合pH传感器,并详细研究了该传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响。结果表明,该pH传感器内阻低、响应快、测量范围宽(pH1~13)、测量精度高... 研制了一种可用于直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH值的新型全固态复合pH传感器,并详细研究了该传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响。结果表明,该pH传感器内阻低、响应快、测量范围宽(pH1~13)、测量精度高、重现性好,响应斜率为(56+1.0)mV/pH,温度系数为-O.782mV/C。除能用于与玻璃电极相同的测定领域外。还可广泛用于临床检验、食品加工、生物化工、环境监测、皮革和造纸工业、土壤普查及文物档案保护等领域pH值的直接、原位无破损测量。 展开更多
关键词 ph传感器 原位无破损测定 铱电极 裸露式Ag—AgCl参比电极
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聚苯胺修饰碳纤维超微pH传感器研究及其在植物柱头活体测试中的应用 被引量:6
7
作者 万其进 张学记 +1 位作者 张春光 周性尧 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期226-228,共3页
关键词 聚苯胺 修饰微电极 超微ph传感器 碳纤维电极
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全固态复合Ir/IrO_x-pH传感器的研制及应用 被引量:7
8
作者 杜宝中 李向阳 +1 位作者 薛力 张东霞 《分析科学学报》 CAS CSCD 2007年第5期567-570,共4页
报道了一种用于直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH的新型全固态复合pH传感器,建立了原位无破损pH测定的新方法。详细地探索了pH传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响。pH传感器线性范围1.0~13.0,响应斜率56... 报道了一种用于直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH的新型全固态复合pH传感器,建立了原位无破损pH测定的新方法。详细地探索了pH传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响。pH传感器线性范围1.0~13.0,响应斜率56±1.0mV/pH,温度系数-0.782mV/℃,与pH玻璃电极结果对照,ApH≤0.1。该pH传感器的实际应用结果令人满意。 展开更多
关键词 ph传感器 原位无破损测定 铱电极 裸露式Ag—AgCl参比电极
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电位型聚吡咯pH传感器的制备 被引量:10
9
作者 薛晓康 郭兴蓬 余成平 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期435-439,共5页
研究了以铂丝为基体的电位型聚吡咯(PPy)pH传感器。在0. 1mol/L吡咯单体和0 1mol/L吡咯单体+0 .1mol/L磷酸氢钠水溶液中利用电化学方法制备了PPy膜,并用红外光谱表征未掺杂(Pt/PPy)和掺杂碳酸氢根聚吡咯膜(Pt/PPy(HCO-3 ) )的结构,并探... 研究了以铂丝为基体的电位型聚吡咯(PPy)pH传感器。在0. 1mol/L吡咯单体和0 1mol/L吡咯单体+0 .1mol/L磷酸氢钠水溶液中利用电化学方法制备了PPy膜,并用红外光谱表征未掺杂(Pt/PPy)和掺杂碳酸氢根聚吡咯膜(Pt/PPy(HCO-3 ) )的结构,并探讨了聚吡咯膜的电化学阻抗谱特征。Pt/PPy在酸性(pH=4 01)、中性(pH=6 .85)、碱性(pH=9 14)溶液中的高频和中频区包含2个半圆,低频区表现为半无限扩散Warburg型阻抗(Zw),对应H+从溶液相向电极表面的扩散过程。Pt/PPy(HCO-3 )在相应的溶液中电荷转移电阻和膜电阻显著增大,交流阻抗图谱在相应的pH缓冲溶液中包含2个半圆,而在低频区没出现半无限扩散Wanburg阻抗特征。Pt/PPy表现出良好的电位特性(pH值在3~10范围内,其能斯特斜率为49 32mV/pH),良好的线性(r=-0 .997 1),以及较短的响应时间,并且对常规阳离子(K+、Na+ )有较小的选择性系数。 展开更多
关键词 聚吡咯 ph传感器 电化学聚合 交流阻抗
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复合针型钨/氧化钨微pH传感器的研制 被引量:6
10
作者 苗文方 郭义 +3 位作者 张艳军 王秀云 徐汤苹 张春煦 《传感器技术》 CSCD 1995年第4期33-36,共4页
钨丝氧化膜对H+的能斯特响应范围pH2-11,特别是在体测量的pH7-8响应更为突出。复合针型微pH传感器适于在体pH测定。
关键词 ph传感器 针型 氧化钨 生物传感器
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全固态复合碳纤维氧化钨pH传感器的研制及应用 被引量:4
11
作者 杨百勤 李靖 +1 位作者 杜宝中 韩敏 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1229-1232,共4页
采用电化学修饰法制备了一种可直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH值的传感器,并对该传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响进行了讨论。结果表明:该传感器内阻低,响应时间快(小于25 s),测量范围广(pH 2~12),准确度高... 采用电化学修饰法制备了一种可直接测定固体、半固体及糊状物表面和内部pH值的传感器,并对该传感器的制备工艺、性能、测试条件和干扰物的影响进行了讨论。结果表明:该传感器内阻低,响应时间快(小于25 s),测量范围广(pH 2~12),准确度高,重复性好,响应斜率为60.01 mV/pH。该传感器除了能用于传统领域外,还可用于临床检测、食品加工、生物化工等领域。 展开更多
关键词 全固态 ph传感器 CF/WOx Ag—AgCl电极
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栽培基质超亲水pH传感器测量误差影响因素分析与补偿 被引量:4
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作者 陈成 张西良 +3 位作者 张亚磊 苏小青 徐坤 徐云峰 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期356-362,共7页
栽培基质pH值是设施园艺中重要的生产过程信息之一。针对栽培基质pH值在线检测误差大、结果易受基质含水率和基质成分影响的问题,基于超亲水pH传感器,以泥炭、蛭石基质为原料,以配置的不同质量比和不同含水率的栽培基质为试验对象,开展... 栽培基质pH值是设施园艺中重要的生产过程信息之一。针对栽培基质pH值在线检测误差大、结果易受基质含水率和基质成分影响的问题,基于超亲水pH传感器,以泥炭、蛭石基质为原料,以配置的不同质量比和不同含水率的栽培基质为试验对象,开展了栽培基质超亲水pH传感器pH值测量试验研究。结果发现:栽培基质的质量含水率(θ_(m))降低会引起超亲水pH传感器的pH值测量值线性降低和pH值测量误差线性增加,其测量误差绝对值最大为0.81,显著低于锑电极pH传感器(测量误差绝对值最大为2.15);超亲水pH传感器的测量误差受混合基质中泥炭、蛭石质量比的影响相对较小,由基质成分变化导致的测量误差最大变化为0.23,显著低于锑电极pH传感器(最大变化为1.10)。在此基础上建立了栽培基质超亲水pH传感器的测量误差补偿模型,并在采集的栽培基质中进行了应用试验;补偿前测量误差绝对值最大为0.32,补偿后降为0.18,测量误差进一步降低,验证了超亲水pH传感器及其测量误差补偿模型的有效性。研究结果为实现栽培基质pH值快速、准确在线检测奠定了基础。 展开更多
关键词 栽培基质 ph传感器 超亲水 在线检测 测量误差
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利用紫甘蓝汁和pH传感器探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应 被引量:10
13
作者 夏琴 杨砚宁 毛明 《化学教学》 CAS 北大核心 2016年第10期39-41,共3页
针对沪教版初中化学教材中“氢氧化钠溶液与二氧化碳气体反应”的实验作了改进设计。利用紫甘蓝汁稀释液作指示剂、干冰代替二氧化碳气体,由手持p H计的“断点式”检测,继而改用p H数字传感器“连续式”检测干冰与氢氧化钠溶液的反应过... 针对沪教版初中化学教材中“氢氧化钠溶液与二氧化碳气体反应”的实验作了改进设计。利用紫甘蓝汁稀释液作指示剂、干冰代替二氧化碳气体,由手持p H计的“断点式”检测,继而改用p H数字传感器“连续式”检测干冰与氢氧化钠溶液的反应过程,通过观察混合液酸碱度和紫甘蓝汁的色差变化,从定性、定量和时间延续三个维度证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的变化过程。实验方法严谨,实验现象明显,突破了传统实验只用试管间断性检验的局限性。 展开更多
关键词 CO2与NaOH溶液反应 自制紫甘蓝汁指示剂 酸碱度 ph传感器 实验探究
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一种使用固定比色指示剂的光纤pH传感器 被引量:2
14
作者 董鼎伟 周德英 +1 位作者 陈彪 陈国璋 《浙江工学院学报》 CAS 1990年第4期1-6,共6页
现已研究出一种具有特殊结构探头的光纤pH传感器。 该探头是由一束光导纤维制成,在它的顶部放了一层由聚苯乙烯微球所组成的敏感层,这一层也就是pH比色指示剂。在它的外面再包一层聚四氟乙烯的渗透膜。当指示剂周围溶液的pH值变化时将... 现已研究出一种具有特殊结构探头的光纤pH传感器。 该探头是由一束光导纤维制成,在它的顶部放了一层由聚苯乙烯微球所组成的敏感层,这一层也就是pH比色指示剂。在它的外面再包一层聚四氟乙烯的渗透膜。当指示剂周围溶液的pH值变化时将引起反射光波谱的吸收状况的变化。本文还讨论了用苯酚红作为指示剂的测量结果及性能指标。 展开更多
关键词 光纤 ph传感器 比色法 指示剂
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酸性环境中基于Ta_2O_5的场效应管pH传感器的研究 被引量:2
15
作者 金妍 陈淼 +1 位作者 金庆辉 赵建龙 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第1期26-30,34,共6页
研制了一种基于Ta2O5敏感膜的场效应式pH传感器,此传感器对pH有较好的敏感性:pH为1—7的范围内呈现出-57.4mV/pH的响应,漂移性约为3mV,迟滞效应小于5mV,且无明显酸误差。对此传感器的电化学阻抗谱进行深入研究,并采用不同的等... 研制了一种基于Ta2O5敏感膜的场效应式pH传感器,此传感器对pH有较好的敏感性:pH为1—7的范围内呈现出-57.4mV/pH的响应,漂移性约为3mV,迟滞效应小于5mV,且无明显酸误差。对此传感器的电化学阻抗谱进行深入研究,并采用不同的等效电路来拟合此Si/SiO2/Ta2O5/电解液体系的响应机理,得出最佳的等效电路模型为RC(CR)(C(RW))。对拟合参数进行分析,此Ta2O5敏感膜与不同pH的电解液接触时,敏感膜与电解液的界面作用最终会引起半导体硅中空间电荷的变化,进而引起整个传感器结构的电容变化。制作的pH传感器稳定性好,适合于生物冶金过程(pH为1-4)的长时间连续监测。 展开更多
关键词 TA2O5 ph传感器 电化学阻抗谱 原子力显微镜 等效电路模型
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可消毒的光纤pH传感器 被引量:1
16
作者 朱建中 金云龙 +2 位作者 薛静琪 盛娟娟 陈国良 《传感技术学报》 CAS CSCD 1991年第3期56-61,共6页
pH值是生物工程中一个十分重要的监控参数,目前检测pH值的手段是pH试纸和可消毒pH玻璃电极。前者只能定性检测,既粗糙又不可靠,后者则完全依赖进口,其寿命不长,消耗极快,且价格昂贵,耗费国家大量外汇。为此,除研制国产可消毒pH玻璃电极... pH值是生物工程中一个十分重要的监控参数,目前检测pH值的手段是pH试纸和可消毒pH玻璃电极。前者只能定性检测,既粗糙又不可靠,后者则完全依赖进口,其寿命不长,消耗极快,且价格昂贵,耗费国家大量外汇。为此,除研制国产可消毒pH玻璃电极外,探索和研究新的pH值检测手段是一项急待解决的研究课题。光纤化学传感器是80年代初才问世的新颖敏感器件,文献中报导的第一个光纤化学传感器是Peterson等人研制的光纤pH传感器,用于人体内生pH值的测定。 展开更多
关键词 光纤 传感器 ph传感器
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聚苯胺修饰钨丝针型复合微pH传感器的研究及在水果测试中的应用 被引量:1
17
作者 王朝瑾 李云峰 应太林 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第10期48-50,共3页
由电聚合法将聚苯胺修饰的钨丝电极作为pH敏感电极,把Ag-AgCl体系填入针型塑料管内构成参比电极,把经聚苯胺修饰的钨丝电极安置入该针型参比电极内构成复合针型微pH传感器,在pH2~12范围内,该传感器呈现Nernst响应,斜率为55mV/p... 由电聚合法将聚苯胺修饰的钨丝电极作为pH敏感电极,把Ag-AgCl体系填入针型塑料管内构成参比电极,把经聚苯胺修饰的钨丝电极安置入该针型参比电极内构成复合针型微pH传感器,在pH2~12范围内,该传感器呈现Nernst响应,斜率为55mV/pH,响应时间<1min,该传感器成功地应用于水果内微区pH的测定。 展开更多
关键词 聚苯胺 ph传感器 水果测试 电聚合 化学修饰电极
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聚合物在pH传感器中的应用 被引量:2
18
作者 孙爱娟 方芬 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第21期57-62,72,共7页
综述了聚合物基pH传感器的研究现状:聚合物作为敏感层、衬底或传输基材广泛应用于最常见的光、电流、电位、电导等pH值传感系统;一些非响应性高分子材料既可作为传感器光纤,也可用于荧光染料的固定。重点介绍了pH敏感性高分子的响应机理... 综述了聚合物基pH传感器的研究现状:聚合物作为敏感层、衬底或传输基材广泛应用于最常见的光、电流、电位、电导等pH值传感系统;一些非响应性高分子材料既可作为传感器光纤,也可用于荧光染料的固定。重点介绍了pH敏感性高分子的响应机理即pH敏感性高分子如聚电解质、水凝胶、导电高分子、半导体高分子等对pH值变化具有体积、电导率、阻抗、电位、电流等响应,总结了聚合物基pH传感器在真实测量领域的应用并对聚合物基pH传感器今后的研究趋势进行了分析。 展开更多
关键词 ph传感器 ph敏感聚合物 响应原理
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以聚丙烯酰胺凝胶为基质的光导纤维pH传感器 被引量:1
19
作者 陈玮 李建中 章竹君 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期35-38,共4页
以凝胶为基质的新型固定化试剂制备了3种pH荧光传感器.在实验条件下,其信号响应时间低于10s,pH突跃范围为1.83~7.54和1.39~2.97.基本上无试剂脱落,在试剂本身化学稳定期限内,具有一定的使用寿命.
关键词 光导纤维 化学传感器 ph传感器
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聚苯胺修饰钨丝针型pH传感器的研究及在河鲫鱼测试中的应用 被引量:1
20
作者 王朝瑾 李云峰 陈志刚 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期118-120,共3页
将聚苯胺修饰的钨丝电极为工作电极,Ag/AgCl电极为参比电极构成针型pH传感器。该传感器在pH2-12范围内呈现Nernst响应,响应时间小于1min。该传感器成功地应用于河鲫鱼由活体到腐败过程中pH值的变化测定。
关键词 聚苯胺 钨丝 ph传感器 河鲫鱼 测定 活体ph
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