传感器在环境水体检测中的应用_唐丽娜（精选）.pdf

节
能 2008 年第 1 期


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ENERGY CON SERV AT ION ( 总第 306 期)
传感器在环境水体检测中的应用
唐丽娜, 柳丽芬, 杨凤林
( 大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室, 辽宁大连 116024)
摘要: 简述了用于环境水体检测的传感器及其研究现状。对传感器中应用较广的光学、电学传感器的机
理与最新研究进展进行了介绍。尤其对近几年发展迅速的生物传感器和纳米传感器的研究现状和今后
的发展方向进行了总结和探讨。生物传感器具有高选择性、高灵敏度、测定快速和可连续测定等突出优
点, 可应用于水体污染物检测领域。纳米材料独特的化学和物理性能, 显著提高了传感器检测的灵敏
度, 缩短了反应所需的时间, 并且能提高检测的通量。纳米技术的应用是传感器发展的新方向。
关键词: 水体检测; 传感器; 生物传感器; 纳米传感器
中图分类号: T P212. 9
文献标识码: A
文章编号: 1004- 7948( 2008) 01- 0016- 05
引言 1 光学传感器
传感器是能对被测对象的某一确定信息具有响目前的光学传感器有可见光传感器、红外光传
应与检出功能, 并使之按照一定规律转换成与之对感器、紫外光传感器、荧光传感器、照度传感器、色度
应的可用的输出信号的元器件或装置。传感器几乎传感器、图像传感器以及亮度传感器。光纤传感器
应用于所有的技术领域, 并逐渐深入人们的生活。与传统的传感器相比, 不受电磁干扰, 体积小、质量
在环境水体检测领域, 传感器的应用更是显得越来轻, 可挠曲, 灵敏度高, 动态范围大, 电绝缘性能好,
越重要。在易燃、易爆、强腐蚀、高压、强电磁场等恶劣环境中
传感器的种类繁多, 分类方法也较多。其中一仍可发挥其传感器功能。因此, 光纤传感器技术也
种最常用的分类方法是按被测量分类, 可分为生物在不断开发新的品种, 如向阵列化、分布式光纤传感
量传感器、化学量传感器、物理量传感器[ 1] 。目前器技术的方向发展。
研究的应用于环境水体检测中的传感器一般为物理在水中污染物检测领域, 利用荧光、红外光、光
量传感器中的光学传感器和电学传感器。文中主要纤等研制传感器是光学传感器的热点研究方向。而
介绍这两种传感器。此外, 虽然生物传感器和纳米随着溶胶
凝胶技术的成熟[ 4] , 它也将在光学传感
传感器也可将其归类到以上两类传感器中, 但因为器的制备过程中发挥越来越重要的作用。这是因为
这两种传感器目前受关注程度较多, 因此把这两类溶胶
凝胶法具有操作灵活, 反应条件温和, 基质的
传感器单列出来并进行详细的介绍。透明性高、导热性好、机械加工性能优良等特点, 因
环境污染物尤其水体中的污染物种类多, 危害大, 此可将有机染料掺杂其中, 提高荧光效率、激光特性
作用时间持久。这些难降解污染物在痕量时仍具有高和热稳定性, 而且还可用于制备光纤传感探头。
危害性, 难以用综合指标( 如 COD) 反映, 所以需要精确现场测量有机污染物的有效办法是利用在近红
快速的检测技术。如利用试纸显色可检测食品中的外波段或中红外波段的光吸