[发明专利]集成式总磷总氮微传感器系统

权利要求书

1.一种集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，包括微型消解单元(1)、微电极传感单元(2)、板状上衬底(3)和板状下衬底(4)；

在所述板状下衬底(4)上表面左侧设有至少一微型消解单元(1)，右侧设有至少一微电极传感单元(2)；

所述微型消解单元(1)包括水样入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、进样混合通道(8)、消解池(9)、热隔离槽(10)、加热微电极(11)和消解池出口(12)，其中，水样入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)分别经流体通道与进样混合通道(8)相连通，进样混合通道(8)与消解池(9)相连通，消解池出口(12)与微电极传感单元(2)相连通；消解池(9)周围有多道弧形热隔离槽(10)；

所述微电极传感单元(2)，包括两个电解液入口(13)、(14)、两个混合通道(15)、(16)、两个反应池(17)、(18)、两个微电极系统(19)、(20)和两个废液出口(21)、(22)，其中，消解池出口(12)经流体通道分成两路，分别与两个电解液入口(13)、(14)相连通，再经两路混合通道(15)、(16)分别经两个反应池(17)、(18)后，与两个废液出口(21)、(22)相连通；两个微电极系统(19)、(20)分别设于两个反应池(17)、(18)内部的上方；

所述水样入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、消解池(9)、两个反应池(17)、(18)和两个废液出口(21)、(22)均为圆形凹槽；

进样混合通道(8)、热隔离槽(10)、两个混合通道(15)、(16)和流体通道均为条形凹槽；

所述板状上衬底(3)覆于板状下衬底(4)上表面，使圆形凹槽密封为容腔，条形凹槽密封为通道；板状上衬底(3)上正对水样入口(5)、清洗液入口(6)、消解液入口(7)、两个电解液入口(13)、(14)和两个废液出口(21)、(22)处，设有通孔；

所述两个微电极系统(19)、(20)固接于板状上衬底(3)下表面；

所述板状下衬底(4)下表面，正对消解池(9)容腔处，固设有加热微电极(11)；加热微电极(11)、两个微电极系统(19)、(20)分别与电源连接。

2.如权利要求1所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述板状上衬底(3)覆于板状下衬底(4)上表面，板状上衬底(3)、板状下衬底(4)的材料是硅或玻璃，利用键合技术，将两片板状上衬底(3)、板状下衬底(4)结合在一起；进样混合通道(8)、两个混合通道(15)、(16)为“S”型结构。

3.如权利要求1所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述加热微电极(11)的材料为铂，采用溅射、蒸发的方法制备，表面覆盖有热绝缘材料；加热微电极(11)也作为温度传感器测量消解池(9)内的温度。

4.如权利要求1所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述两个微电极系统(19)、(20)，其中每个微电极系统都包括一个敏感电极(23)、一个参比电极(24)和一个钝化电极(25)，Y状参比电极(24)居中，敏感电极(23)、钝化电极(25)分居两侧，Y状参比电极(24)的端部呈半圆状包围敏感电极(23)、钝化电极(25)的端部；电极(23、24、25)采用等离子体溅射、蒸发以及电镀的方法加工，材料是铂或金；敏感电极(23)表面修饰有对磷酸根和硝酸根敏感的材料；两个微电极系统(19)、(20)分别对总磷和总氮检测。

5.如权利要求4所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述敏感电极(23)、钝化电极(25)的有效区域为圆形，参比电极(24)的有效区域为双拱形，敏感电极(23)、钝化电极(25)分别被参比电极(24)的一个拱形结构所环绕。

6.如权利要求1或4所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述两个微电极系统(19)、(20)的敏感电极(23)、参比电极(24)和钝化电极(25)，分别位于两个反应池(17)、(18)内部的上方。

7.如权利要求4所述的集成式总磷总氮微传感器系统，其特征在于，所述两个微电极系统(19)、(20)是微型消解单元(1)和微电极传感单元(2)的单芯片集成系统，或是微型消解单元(1)和微电极传感单元(2)的分立结构通过流体互联的方式形成。