基于色敏传感阵列的便携式气体检测系统的研究

发布时间：2017-11-10 10:35

  本文关键词：基于色敏传感阵列的便携式气体检测系统的研究

  更多相关文章： 电子鼻 便携式 染色传感阵列 主成分分析 智能手机

【摘要】：如今,气体的定性及定量分析在食品工业、环境检测、医疗卫生、药品工业、航空航天、化工控制和公安海关等诸多行业的重要性与日俱增。最具有发展前途的气体分析技术是电子鼻技术。电子鼻是一台仪器,包括一个具有部分选择性的电化学传感器阵列和一个合适的模式识别系统,能够识别单一的或复合的气味。基于此,本文开发了基于智能手机使用染色传感阵列的轻巧便携的有机挥发气体的检测系统。具体研究内容如下：利用金属卟啉、PH指示剂和气致变色染料等与气体发生反应后吸光度发生变化的特性,将这些染料滴在薄层层析硅胶板上,制备了色敏传感阵列,再将其封装在PDMS中形成气体检测腔。在光学平台上搭建了监测染色阵列颜色变化的光路,为后面基于智能手机的检测平台的开发提供了基础。设计了基于智能手机的检测装置,构建了导光板透射成像的微型光路,采用了OTG或电池供电方式,设计绘制了手机配套附件结构图并通过3D打印制作了手机配套附件,完成了检测装置的硬件平台；编写了Android智能手机气体检测应用软件,该软件能定时拍照、图像处理和判断被测气体种类,完成了气体检测装置的软件平台。在这样的软硬件平台上,使用色敏传感阵列,对甲醇、乙醇和三氯甲烷等有机挥发气体的饱和蒸汽进行检测。色敏阵列有良好的灵敏度和选择性；染料种类的增加在一定程度上加强了传感阵列的灵敏度和选择性；基于智能手机的气体检测装置具有较强的实用性。利用金属卟啉等染料与气体发生反应后荧光强度发生变化的特性,在薄层层析硅胶板上制备了荧光气体传感阵列。设计制作了使用荧光传感阵列基于智能手机的气体检测装置,修改了手机配套附件的设计,构建了新的光路和供电模块；修改了Android应用软件。在新的气体检测平台上,使用荧光传感阵列,对甲醇、乙醇、丙酮和正己烷等的饱和蒸汽进行检测。荧光传感阵列具有较好的灵敏度和选择性；基于智能手机的气体检测装置具有较强的实用性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH83

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本文编号：1166287