环境监测传感器技术
传感器技术在环境监测中的应用
传感器技术在环境监测中的应用随着环境问题的不断严峻化，如何有效地监测环境状况，及时采取应对措施，成为了一项迫切需要解决的问题。
传感器技术作为一项重要的环境监测技术，已经逐渐发展成为一种定量、准确、及时的监测手段，被广泛应用在空气、水、土壤等环境监测领域。
一、传感器技术在空气监测中的应用空气污染已成为全球环境问题中的重要一环。
传感器技术在空气监测中的应用主要有以下几个方面：1.气体传感器气体传感器可以检测大气中各种污染物的浓度，如二氧化硫、氮氧化物、臭氧、挥发性有机物等。
目前市场上已经有了各种成熟的气体传感器，可以根据需要进行选择。
2.粉尘传感器粉尘传感器主要用于检测大气中的颗粒物浓度，如PM2.5、PM10等。
由于颗粒物对人体健康和环境的影响很大，粉尘传感器的应用越来越广泛。
3.温湿度传感器温湿度传感器用于检测大气中的温度和湿度，这对于判断大气中的污染物扩散和沉降有着重要的作用。
因为温度和湿度对气体扩散与沉降有重要影响，温湿度传感器也是大气监测中必不可少的重要组成部分。
二、传感器技术在水环境监测中的应用水环境监测是保障人类生存和发展的重要一环。
传感器技术在水环境监测中的应用主要包括以下方面：1. pH传感器pH传感器是测定水中pH值的一种常见传感器。
水的pH值和水的酸碱度相关，对水中的污染物具有影响。
2.溶解氧传感器溶解氧传感器在水的生态环境监测中非常重要，可以直接测定水中的溶解氧浓度，对水体中的生物生长、死亡和酸化性具有很大影响。
3.电导率传感器电导率传感器主要用于测定水中的离子浓度，如钾、钙、钠、氯离子等离子物质，这对于污染物的检测和水质治理有着重要的意义。
三、传感器技术在土壤环境监测中的应用土壤环境监测是农业生产和城市建设的重要保障。
传感器技术在土壤环境监测中的应用主要有以下方面：1.土壤水分传感器土壤水分传感器可以测定土壤的含水量和水势，对于农作物的生长和发育具有重要作用。
2.土壤温度传感器土壤温度传感器可以准确地测定土壤的温度，对于农作物的生长和发育具有重要作用。
环境监测中的传感器技术使用教程
环境监测中的传感器技术使用教程传感器技术在环境监测中起着至关重要的作用，它们能够实时检测和测量环境参数，从而帮助我们了解环境的状况和变化，以便采取相应的措施保护和改善环境。
本文将介绍几种常见的环境监测传感器及其使用教程。
1. 温度传感器温度传感器是最常见的环境监测传感器之一，它能够测量环境中的温度。
使用温度传感器时，首先需要选择合适的传感器型号和接口类型。
常用的接口类型有模拟信号输出和数字信号输出，根据实际需求选择相应的接口类型。
在使用温度传感器时，需要注意以下几点：- 确保传感器与被测对象充分接触，以获得准确的测量结果。
- 校准传感器以提高测量精度和准确性。
- 配置合适的信号放大器和滤波器，以满足实际应用需求。
- 定期检查传感器的正常工作状态，确保其可靠性和稳定性。
2. 湿度传感器湿度传感器用于测量环境中的湿度水平。
使用湿度传感器时，需要注意以下几点：- 确保传感器安装在合适的位置，远离热源和水源，以避免干扰测量结果。
- 相对湿度传感器的测量精度会受到温度的影响，因此应进行温度补偿。
- 长期使用湿度传感器需要进行定期的校准和维护。
3. 气体传感器气体传感器广泛应用于环境监测中，可用于检测空气中的各种气体浓度，如二氧化碳、一氧化碳、氧气等。
使用气体传感器时，需要注意以下几点：- 根据需要选择合适的气体传感器类型，例如非分散式传感器（NDIR）、电化学传感器（EC）、半导体传感器等。
- 定期校准气体传感器，以确保其测量准确性和稳定性。
- 避免传感器受到潮湿、腐蚀和高温等有害环境的影响。
4. 光照传感器光照传感器用于测量环境中的光照强度。
使用光照传感器时，需要注意以下几点：- 确保传感器安装在无阻挡光线的位置，以获得准确的光照测量结果。
- 定期校准光照传感器，以确保其测量准确性和稳定性。
- 根据实际需求选择合适的光照传感器类型，如分散式传感器或集中式传感器。
5. 声音传感器声音传感器用于测量环境中的声音强度。
传感器技术在环境监控中的应用
传感器技术在环境监控中的应用在当今社会，环境保护已经成为全球共同关注的重要议题。
为了有效地保护和改善环境质量，准确、及时地监测环境参数变得至关重要。
传感器技术作为一种关键的监测手段，在环境监控领域发挥着越来越重要的作用。
传感器是一种能够感知和检测物理量、化学量或生物量，并将其转换为可测量信号的装置。
在环境监控中，传感器可以对各种环境参数进行实时监测，如空气质量、水质、土壤状况、噪声水平、辐射强度等。
首先，让我们来看看传感器技术在空气质量监测中的应用。
随着工业化和城市化进程的加速，空气污染问题日益严重。
传统的空气质量监测方法通常需要在固定的监测站点进行采样和分析，这种方法不仅成本高，而且监测范围有限。
而基于传感器技术的空气质量监测设备，如便携式空气质量检测仪和微型传感器网络，可以实现对大范围区域的实时监测。
这些设备能够检测空气中的颗粒物（PM25、PM10）、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧等污染物的浓度。
通过将多个传感器节点分布在城市的不同区域，可以形成一个密集的监测网络，从而更全面地了解空气质量的分布情况。
此外，一些新型的传感器还能够检测挥发性有机化合物（VOCs）等对人体健康和环境有潜在危害的污染物。
在水质监测方面，传感器技术也有着广泛的应用。
水是生命之源，保障水质安全对于人类的生存和发展至关重要。
传感器可以监测水中的溶解氧、酸碱度（pH 值）、电导率、浊度、化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、重金属离子等参数。
例如，溶解氧传感器通过测量水中氧气的浓度，可以反映水体的自净能力和生态状况；pH 值传感器可以帮助判断水体的酸碱性，及时发现水质的异常变化；重金属离子传感器能够快速检测水中铅、汞、镉等重金属的含量，防止重金属污染对人体和生态系统造成损害。
此外，利用传感器技术还可以实现对河流、湖泊、海洋等水体的实时连续监测，以及对污水处理厂进出水水质的在线监测，为水资源的保护和管理提供有力的支持。
传感器技术在环境监测中的应用研究
传感器技术在环境监测中的应用研究在当今社会，环境问题日益受到广泛关注，如何准确、及时地监测环境状况成为了环境保护工作的重要环节。
传感器技术作为一种先进的检测手段，凭借其高精度、实时性和便捷性等特点，在环境监测领域发挥着越来越重要的作用。
传感器是一种能够感知并响应外界环境变化的装置，它可以将物理、化学或生物等各种信号转化为电信号或其他易于处理和传输的信号。
在环境监测中，常用的传感器类型包括物理传感器、化学传感器和生物传感器等。
物理传感器主要用于监测环境中的物理参数，如温度、湿度、压力、风速、风向等。
例如，温度传感器可以实时监测大气温度的变化，为气象预报和气候变化研究提供数据支持；湿度传感器则有助于了解空气的湿润程度，对于农业灌溉和工业生产中的湿度控制具有重要意义；压力传感器能够测量大气压力，进而推算出海拔高度和天气状况；风速和风向传感器可以帮助我们了解大气的流动情况，对于预测污染物的扩散方向和评估风力发电的潜力至关重要。
化学传感器在环境监测中的应用也十分广泛。
它们可以检测空气中的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等，以及水中的重金属离子、有机物等污染物。
例如，二氧化硫传感器通过化学反应将二氧化硫的浓度转化为电信号，从而实现对其浓度的实时监测。
氮氧化物传感器则能够准确测量大气中氮氧化物的含量，为空气质量评估和污染治理提供依据。
在水质监测方面，重金属离子传感器可以快速检测水中的铅、汞、镉等重金属离子的浓度，及时发现水体污染；有机物传感器能够检测水中的农药残留、石油类污染物等，保障饮用水的安全。
生物传感器是利用生物活性物质（如酶、抗体、核酸等）与待测物质发生特异性反应，从而实现对环境中生物分子和微生物的检测。
例如，利用酶传感器可以检测水中的有机磷农药残留，抗体传感器可以用于检测环境中的病原体和过敏原，核酸传感器则能够对环境中的基因变异和病原体进行快速诊断。
传感器技术在环境监测中的应用范围非常广泛。
智能传感器在环境监测中的应用
智能传感器在环境监测中的应用智能传感器由于其高精度和智能化的特性，近年来在环境监测领域得到了广泛的应用。
随着城市化进程的不断加快和工业化水平的不断提高，环境污染问题愈发严重，传统的监测手段已难以满足实时性、准确性等需求。
因此，智能传感器的出现为环境监测带来了新的挑战与机遇。
1. 智能传感器的基本概念智能传感器是一种具有数据采集、处理和通信功能的设备。
它不仅能够感知环境变化（如温度、湿度、光照强度等），还具备识别、判断及自我校正的能力。
相比传统传感器，智能传感器通过嵌入式系统和人工智能算法，能够提高数据处理能力，实现数据的实时分析和反馈。
2. 环境监测的重要性环境监测是对空气、水体、大气污染物以及土壤等环境因素进行实时监控的重要手段。
随着人们环保意识的增强和国家政策的推动，环境监测已成为保障生态安全、提升居民生活质量的重要方向。
及时准确地了解环境状况，有助于制定针对性的政策，控制污染源，并推动可持续发展。
3. 智能传感器在空气质量监测中的应用3.1 空气质量监测系统智能传感器在空气质量监测中主要用于检测PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等气体成分。
这类传感器通过数据采集模块将获取的数据发送至云端服务器，并通过大数据分析提供可视化报告，为政府决策和公众健康提供依据。
3.2 实时预警机制借助智能传感器构建的空气质量预警系统，可以实时监控城市各区域的空气质量。
一旦监测数据超过设定标准，系统将自动发出警报，提示相关部门采取措施。
这种提前预警机制有效减少了因空气污染引发的健康风险。
4. 智能传感器在水质监测中的应用4.1 水体水质在线监测水质监测同样是环境保护的重要内容。
智能传感器可以用于河流、湖泊等水体的实时水质检测，包括PH值、溶解氧、电导率等多项指标。
这些数据可以帮助研究人员及时了解水体污染情况，为水资源管理提供科学依据。
4.2 污染源追踪通过布设智能水质传感器网络，可以快速识别污染源位置。
当某一地点的水质指标超标时，系统能够迅速定位，为相关部门调查取证提供支持。
传感器在环境污染监测中的应用
传感器在环境污染监测中的应用在当今社会中，环境污染已成为一个严重的问题，对人类的生活和健康造成了巨大的威胁。
为了解决这个问题，传感器技术在环境污染监测领域发挥了重要作用。
本文将探讨传感器在环境污染监测中的应用。
我们将首先介绍传感器的基本原理，然后讨论不同类型的传感器在环境监测中的应用，最后总结传感器在环境监测中的优势和挑战。
一、传感器的基本原理传感器是一种能够感知和检测某些物理量或化学量的设备，它能够将这些信息转化为可用数字信号或模拟信号，并传输给其他设备进行处理和分析。
传感器的基本原理是通过感知或测量某种物理量的变化来获得所需信息。
二、传感器在环境监测中的应用1. 大气传感器大气传感器是一种用于测量大气中各种污染物浓度的传感器。
例如，氧气传感器可用于测量大气中的氧气浓度，一氧化碳传感器可用于检测一氧化碳浓度。
这些传感器能够实时监测大气中不同污染物的含量，为环境监管部门提供重要依据。
2. 水质传感器水质传感器广泛应用于监测水体中的各种污染物的浓度和质量。
例如，pH传感器可用于测量水体的酸碱度，溶解氧传感器可用于检测水体中的溶解氧含量。
这些传感器能够帮助水资源管理者实时监测水质状况，及时发现和处理污染问题。
3. 噪声传感器噪声传感器可用于测量环境中的噪声水平。
它能够检测噪声的频率、幅度和时域特征，帮助环境保护部门监测和控制噪声污染。
4. 温湿度传感器温湿度传感器可以测量环境中的温度和湿度。
这些参数对于环境监测非常重要，因为它们与大气和水体中的污染物的扩散和变化有关。
温湿度传感器可以帮助环境监测部门更好地了解环境中的温湿度变化情况。
三、传感器在环境监测中的优势和挑战1. 优势传感器在环境监测中具有以下优势：- 实时监测：传感器能够实时获取环境中的数据，帮助监测部门及时了解环境状况。
- 高灵敏度：传感器可以检测到非常微小的物理量或化学量变化，提高监测的准确性和敏感度。
- 自动化：传感器可以自动进行监测和数据采集，减少人力投入和错误。
传感器技术在环境监测中的重要性及应用注意事项
传感器技术在环境监测中的重要性及应用注意事项传感器技术的发展为环境监测提供了重要的工具，实现了对各种环境指标的实时监测和数据收集。
在环境保护和管理中，传感器技术的应用可以提供准确、可靠的数据支持，帮助制定科学的决策和解决环境问题。
然而，传感器技术的应用也需要注意一些关键问题，以确保数据的准确性和可靠性。
首先，传感器技术在环境监测中的重要性不可忽视。
传感器是一种可以感知和转换环境物理量的装置，可以通过感知环境的温度、湿度、压力、光强、气体浓度等指标来实现环境监测。
传感器技术的发展使得我们可以监测到各种环境指标的变化情况，包括大气污染、水质污染、噪音污染等。
这些数据可以帮助我们及时发现问题并采取相应的措施。
其次，传感器技术在环境监测中的应用需要注意一些关键事项。
首先，传感器的选择至关重要。
不同的环境指标需要不同类型的传感器进行监测，例如温度传感器、湿度传感器、光传感器等。
选用合适的传感器可以确保数据的准确性和可靠性。
其次，传感器的布置和安装位置也需要仔细考虑。
传感器应该布置在能够代表整个环境的位置，并且避免受到外界干扰。
此外，传感器的校准和维护也是必不可少的。
传感器应该定期进行校准，以确保数据的准确性和可比性。
同时，传感器的维护和保养也是必需的，以延长其使用寿命并保证数据的稳定性。
传感器技术在环境监测中的应用还需要关注数据的传输和存储问题。
传感器通过无线或有线的方式将采集到的数据传输到数据中心或监测系统。
为确保数据传输的可靠性，我们需要选择适合的传输方式，并保证传输通道的稳定性。
此外，数据的存储和管理也是重要的。
环境监测产生的大量数据需要进行储存和分析，以便后续的数据处理和决策。
因此，有效的数据存储和管理系统是必不可少的。
另外，应用传感器技术进行环境监测还需关注数据隐私和安全问题。
环境监测数据通常包含大量的敏感信息，如个人隐私和商业机密等。
因此，在数据采集、存储和传输过程中，应注意保护数据的隐私和安全。
传感器技术在环保领域中的应用
传感器技术在环保领域中的应用随着环保意识的普及，人们越来越关注自然环境及其对人类的影响和威胁。
传感器技术的发展，为环境监测和保护提供了更加精确和高效的方法。
本文将从传感器技术的基础、环保领域常用的传感器及其应用案例等方面，为大家详细介绍传感器技术在环保领域中的应用。
一、传感器技术的基础传感器可以将物理量（如温度、湿度、二氧化碳浓度等）转换为电信号输出，然后通过内部电路将信号进行放大、过滤和处理，并输出为标准电信号。
因此，传感器技术可以广泛应用于各个领域，如医疗、安防、交通、环保等。
在传感器技术中，最核心的是传感器芯片。
传感器的测量原理有电阻、电容、电感、压电效应、霍尔效应、光学效应等多种方式。
传感器芯片将物理量转换为电信号的过程非常复杂，其内部电路包括了微控制器、放大器、滤波器、模数转换器等。
其中，微控制器负责传感器的控制、数据处理和通讯等功能；而放大器、滤波器则负责将传感器芯片输出的微弱信号放大、滤波，以提高传感器的灵敏度和精度。
二、环保领域常用的传感器（一）气体传感器气体传感器是一种检测环境气体浓度的传感器，可以用来监测环境中有害气体（如二氧化碳、甲醛、氨气、有机挥发物等）的含量。
基于不同的检测原理，气体传感器可以分为化学传感器、红外传感器、电容传感器、微机电系统等。
在环保领域中，气体传感器的主要应用包括室内空气质量检测、工业废气排放监测、交通车辆尾气排放监测等。
（二）土壤传感器土壤传感器是一种可测量土壤湿度、温度、盐分等参数的传感器，可以用来帮助人们进行农业生产管理、土壤和水资源保护等。
传感器的种类和型号较多，常见的包括电容式土壤湿度传感器、热电偶温度传感器、电阻式盐分传感器等。
该技术在农业生产和环境监测中发挥着重要作用。
（三）水质传感器水质传感器是一种可以检测水体中各种物质含量的传感器，可以测量水体的温度、PH值、溶解氧、电导率等参数。
水质传感器的种类和型号也相对较多，常见的有颜色比计法、电化学法、荧光法等技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
现有基础中的移动集群式环境监测网络
群体式协同监测 网络
基于跳跃昆虫设计 的地面移动平台
基于八目鳗鱼设计 的水中移动平台 水面移动基站
地面移动基站
相关的鳗鱼机器人样机
相关的跳跃机器人样机
谢谢！
RFID-sensor的构成
Passive RFID-sensor： 无源 Active RF-sensor： 有源，微小电池，可用10年
实样
SAW ID-Tag 传感器
无线唤醒
无线传感器节点电源管理
常开（主动发射） 轮询（定时唤醒） 无线唤醒 使用无线唤醒技术可以 获得最长的使用寿命！
无线唤醒
纳米金颗粒
（a）高浓度纳米金组装的衍射图
（b）纳米金探针的透射电镜图
（c）高浓度纳米金组装的电镜图
（d）低浓度纳米金组装的电镜图
碳表面蒸纳米金粒
纳米磁珠
高分子导电聚合物膜表面的电镜图
高聚物与SWCNT复合体薄膜 网络的3D AFM图像
碳纳米线照片
（a）
（b）
Fe、Ni纳米线的TEM形貌图 （a）Fe纳米线 （b）Ni纳米线
表面扫描电镜图
独立的湿度检测及数 据传输系统
温湿度传感器以及 测量系统外观图
集成冷链温度 无线检测
单纤维气敏传感器
单根聚苯胺纤维及其对氨气的响应特性
氨气、有机胺气敏传感器
70 60
composite MWCNTs PPy
50
40
30
20
10
0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000
基于物联网的环境 监测传感器技术
陈裕泉 教授
yqchen@
浙江大学
生物医学工程及仪器 生物传感器国家专业实验室
现代信息社会
传感器 感官 通讯 神经系统 计算机 大脑
便携水质分析
传感器三大支撑技术
传感器基本原理 功能材料 制造技术——微细加工技术
物联网节点传感器的要求：
1, 微型化 3, 量大面广 2, 低功耗 4, 低成本高性价比
Smart Dust
市场上的气敏传感器 氧化物半导体材料 体积大 工作温度高 功耗大 非本安型
微纳传感器
特点： 微型化、低功耗 适于IC集成工艺大批量生产 易于多参数集成 智能检测系统集成 适合物联网节点应用 多参数集成 智能传感器 网络传感器
PL intensity (a.u.)
200
0 500 600 700 800 900 1000
Wavelength (nm)
对金属离子的荧光响应特性
I/I0
微纳气敏传感器芯片：苯传感器，甲苯传感器，甲醛传感器， 二甲苯传感器，乙烯传感器，氨传感器，乙醇传感器，硫化氢 传感器，甲烷传感器，二氧化硫传感器，氢气传感器，氮氧化 物传感器，有机气体综合传感器，醇类传感器，二恶英传感器 等； 原理：利用MEMS技术进行微型气敏 薄膜芯片设计； 应用：针对不同气体的敏感检测； 优点：快速低浓度多成分气敏检测； 创新：利用纳米颗粒技术进行气敏薄 膜制备，利用敏感掺杂提高传感器的 选择性和灵敏度； 纳米气敏传感器芯片电子鼻检测系统
不同方法制膜的气敏传感器
传感器阵列基板
碳纳米管气敏传感器照片
便携式室内有毒有害气体检测微系统
检测系统原理样机
手持式单项气体检测系统
发展基于纳米碳管和定向纳米碳管的新的气敏功能材 料体系，提高了传感器的气敏灵敏度。用于甲醛、三苯等 有机污染气体及其他微量痕量气体的检测。
生物传感器
生物传感器原理示意图 生物传感器以具有高度选择性的生物活性单元作为敏感膜，通过各类物理或化 学信号换能器将待测物质与敏感膜之间的反应变化参数转换为易于监测的电信 号，从而得出被测物的浓度、成分或结构等信息。
气敏传感器的敏感材料－碳纳米管
多臂纳米碳管照片
定向纳米碳管薄膜剖面照片
交流电泳法定量碳纳米管高灵敏度气敏薄膜制作
优点：定量、可控、适合批量生产
高分子湿敏材料成膜技术——静电纺丝
电喷成膜装置示意图
表面电镜效果图
电纺制备聚合物纳米纤维
电场牵引下泰勒锥和纺丝的形成
聚合物纳米纤维制备
聚合物纳米纤维应用 传感器、生物骨架、过滤薄膜、医学 敷料、电池电极等。 聚合物纳米纤维制备 电纺法、拉伸法、模板聚合、自组织
原理：聚合物敏感材料的电阻随湿度改变而改变或在不同湿度 环境下膜特性发生变化而导致声表面波频率响应改变 应用：工农业生产环境湿度控制；大气湿度检测，家居环境湿 度控制，以保证人体舒适；食品储存环境；军用武器弹药储存 等 优点：响应迅速，灵敏度高，稳定性较好，价格低廉，便携化 和集成化；可实现无线传输 创新点：采用新型聚合物复合材料，具有很高的灵敏度和良好 的耐高湿环境能力及长期稳定性 现有基础：得到国家自然科学基金和863项目资助，并实现产业 化开发。
生物传感器的应用
食品工业： 食品生产过程检测，如发酵… 食品成分分析：甜度，酸度，维生素… 食品安全卫生检测：残留农药，细菌，添加剂 食品感官指标评价：鲜度、气味等 环境检测：
水质：BOD,COD, pH, EC, TOC, 混浊度，重金属离子浓度… 大气：CO2, NH3, SO2, VOCs, H2S 土壤：重金属，pH，湿度，温度….
Concentration of NH3 (ppm)
对氨气的响应
90 80 70 60
PANI-TSA PANI-TSA/MWNT PANI-SSA PANI-SSA/MWNT
S (%)
50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
原理：聚合物及聚合物/无机纳米复合敏感 材料接触气体后电阻变化 应用：工业生产，环境监测，疾病初探 优点：可在室温下检测，无需加热，功耗 低，响应快，成本低，灵敏度高（可达 ppb级） 创新：采用纳米结构聚合物及其复合敏感 材料，解决传统材料响应较慢，响应可 逆性差等缺点
支撑：纳米技术 IC加工技术 MEMS技术
传感器的基底材料
硅基底 陶瓷基底
塑料和纸基底
解决MEMS厚膜制备工艺
丝网模版
基底材料
丝网印刷
工艺流程
基底电极 基底电极
封装 切割
传感器
纳米技术功能材料
纳米粒子 纳米线 纳米空洞 碳纳米管
纳米材料特性 : （1）表面与界面效应 （2）小尺寸效应 （3）量子尺寸效应 （4）宏观量子隧道效应
多酶固定化新技术和多通道微弱信号同步检测技术；发 展以MEMS为基础的便携式多功能微量全血生化检测仪器及相 关技术。
仪器
原理
糖尿病相关血液检测微系统
糖尿病相关血液参数生物传感器
血糖
酮sors
RFID-sensor是美国Intel公司和美国多所大学全力研究 的项目计划 RFID传感器芯片的开发是日本新能源产业技术综合研究 机构（NEDO）的“生物·IT融合设备开发项目”的重要组 成部分。
[Zn ] (uM) 0 1 2 3 4 5 15 25 35 45 55
2+
1.0
0.8
0.6
0.4
0
5
10
15
20
25
30
[Zn2+] (uM)
原理： 共轭聚合物及其与纳米二 氧化硅复合物的荧光响应被金属 离子和TNT淬灭 应用：环境监测，国家安全和反 恐需求 优点：响应快，灵敏度极高，具 有选择性 创新：采用新型复合敏感材料， 室温检测，高灵敏度和选择性，
不同聚合物材料电纺纤维形态
a) 聚氧化乙烯(PEO)纤 维 b) 聚酰胺(PA)带状纤维 c)聚乳酸(PLA)多孔纤维 d)聚丙烯腈(PAN)纤维 e) 聚偏氟乙烯(PVDF)纤 维 f) 聚乙烯醇(PVA)纤维
近场电纺
通过调整喷射间距、溶液配比、移动收集基板等方法，获取 定向排列的纳米聚合物纤维。 通过该技术可获得可控形状的纳米纤维阵列、可控直径的 单根纳米纤维。
生物医学：
疾病早期检测（如糖尿病，血铅中毒，肝炎，癌症….） 药物筛选 细胞测量
军事：
细菌，病毒，毒气等检测
酶电极电化学电极顶端紧贴一层酶膜
检测单个病毒的纳米线传感器
抗生物素蛋白结合到生物素修饰的三面体银纳米生物传感器表面
单个细菌结合极多纳米颗粒，利于信号放大
基于MEMS的血液多参数检测生物传感器
声表面波（SAW）湿敏传感器
基本元件——单端声表面波谐振器 (SAWR)
SAWR 元件结构
声表面波（SAW）湿敏传感器 器件性能改善：
全湿度区间高灵敏度 快速吸湿脱湿性能 高耐水性及稳定性
响应时间测试结果
灵敏度及重复性测试结果
声表面波（SAW）湿敏传感器
加工与制备——精密MEMS光刻工艺
器件实物图
湿度传感器
10
7
10
80 RH%
10
6
Dessication Humidification
8
Impedance(Ω)
Voltage(v)
10
5
6
4
10
4
43 RH%
2
10
3
0 0 100 200 300 400
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100
Time (s)
Humidity (RH %)
射频唤醒关键技术
选频唤醒技术 定向技术
无线充电
无线门禁系统
物流控制 系统
传感器的智能化发展
智能传感器是指将传感器和测量仪器、计算机结合成 为传感器和测量仪器系统。
微小型自主移动式传感器网络平台
原理：固定网络传感器节点和多 传感器移动节点，仿生集群系 统； 应用：环境监测，污染监测，低 碳生活； 优点：有利于提高监测精度，降 低监控成本，扩大监测范围；监 控标的可迅速、方便重新部署； 创新点：仿生集群技术，新型传 感器组合； 微型跳跃和类鳗鱼仿生传感器移 动平台。