一种ph值检测装置及其制备方法、ph值检测方法

文档序号:1657787 发布日期:2019-12-27 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 一种ph值检测装置及其制备方法、ph值检测方法 (PH value detection device, preparation method thereof and PH value detection method ) 是由 张志峰 张韬 于 2019-09-23 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开了一种PH值检测装置及其制备方法、PH值检测方法,PH值检测装置包括衬底以及位于衬底一侧的多个PH传感器;多个PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,其中,第一类PH传感器和第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度。采用上述技术方案,通过设置PH值检测装置至少包括PH值检测灵敏度不同的第一类PH传感器和第二类PH传感器,分别通过第一类PH传感器和第二类PH传感器获得基于待测溶液的不同的检测信号,根据多个不同的检测信号确定PH值检测装置的最终检测信号,根据最终检测信号确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度较高,且本发明实施例提供的PH值检测装置区别于传统的电极检测装置,体积小、稳定性高。(The embodiment of the invention discloses a PH value detection device, a preparation method thereof and a PH value detection method, wherein the PH value detection device comprises a substrate and a plurality of PH sensors positioned on one side of the substrate; the plurality of pH sensors at least comprise a plurality of first type pH sensors and a plurality of second type pH sensors, wherein the first type pH sensors and the second type pH sensors have different pH value detection sensitivities. By adopting the technical scheme, the PH value detection device at least comprises the first type of PH sensor and the second type of PH sensor with different PH value detection sensitivities, different detection signals based on the solution to be detected are obtained through the first type of PH sensor and the second type of PH sensor respectively, the final detection signal of the PH value detection device is determined according to a plurality of different detection signals, the PH value of the solution to be detected is determined according to the final detection signal, the PH value detection accuracy and sensitivity are higher, and the PH value detection device provided by the embodiment of the invention is different from the traditional electrode detection device, and is small in size and high in stability.)

一种PH值检测装置及其制备方法、PH值检测方法

技术领域

本发明实施例涉及PH检测技术领域,尤其涉及一种PH值检测装置及其制备方法、PH值检测方法。

背景技术

目前市场上的PH传感器大都采用了传统的电极检测模块,其体型较大、结构复杂、准确性和灵敏度均较低、稳定性差。申请号为201380069949.0通过发光强度确定溶液pH,不仅准确度无法保证,且数据处理繁琐;申请号为201510003932.6虽然采用差分的方法测量被测溶液的电位,但仍保留了传统电极中的内置溶液,不仅电极寿命不能保证且稳定性和准确性难以保证。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供一种PH值检测装置及其制备方法、PH值检测方法,以提高PH值检测装置的准确性和灵敏度,同时保证PH值检测装置具备较小的体积以及良好的稳定性。

第一方面,本发明实施例提供了一种PH值检测装置,包括衬底以及位于所述衬底一侧的多个PH传感器;

多个所述PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,其中,所述第一类PH传感器和所述第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度。

可选的,多个所述第一类PH传感器在所述衬底一侧阵列排布,多个所述第二类PH传感器在所述衬底一侧阵列排布;

所述第一类PH传感器与所述第二类PH传感器依次间隔循环排布;或者,多个所述第一类PH传感器依次间隔排布,多个所述第二类PH传感器依次间隔排布。

可选的,所述第一类PH传感器和所述第二类PH传感器均为互补金属氧化物半导体传感器;

所述第一类PH传感器包括:

位于所述衬底一侧的第一源极、第一栅极和第一漏极,所述第一栅极对应所述第一源极和所述第一漏极之间的第一沟道区;

位于所述第一栅极远离所述衬底一侧的多层第一导电层,所述第一导电层与所述第一栅极之间以及相邻两层所述第一导电层之间设置有第一绝缘层;

位于远离所述衬底一侧的所述第一导电层上的第一PH值检测层;

所述第二类PH传感器包括:

位于所述衬底一侧的第二源极、第二栅极和第二漏极,所述第二栅极对应所述第二源极和所述第二漏极之间的第二沟道区;

位于所述第二栅极远离所述衬底一侧的多层第二导电层,所述第二导电层与所述第二栅极之间以及相邻两层所述第二导电层之间设置有第二绝缘层;

位于远离所述衬底一侧的所述第二导电层上的第一PH值检测层;

位于所述第一PH值检测层上的第二PH值检测层。

可选的,所述第一PH值检测层包括惰性金属层,所述第二PH值检测层包括PH敏感膜。

可选的,所述第一源极、所述第一漏极、所述第二源极和所述第二漏极同层设置;

所述第一栅极和所述第二栅极同层设置;

所述第一导电层和所述第二导电层同层设置;

所述第一绝缘层和所述第二绝缘层同层设置。

可选的,至少部分所述第一绝缘层中形成有第一通孔,相邻两层所述第一导电层通过所述第一通孔电连接;

至少部分所述第二绝缘层中形成有第二通孔,相邻两层所述第二导电层通过所述第二通孔电连接。

可选的,所述PH值检测装置还包括检测电路,所述检测电路分别与所述第一类PH传感器和第二类PH传感器连接,用于读取所述第一类PH传感器的第一PH检测信号以及所述第二类PH传感器的第二PH检测信号。

可选的,所述PH值检测装置的PH检测范围为6.5-11。

第二方面,本发明实施例还提供了一种PH值检测装置的制备方法,用于制备上述的PH值检测装置,所述PH值检测装置的制备方法包括:

提供衬底;

在所述衬底一侧制备多个PH传感器,多个所述PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,其中,所述第一类PH传感器和所述第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度。

可选的,所述第一类PH传感器和所述第二类PH传感器均为互补金属氧化物半导体传感器;

在所述衬底一侧制备多个PH传感器,多个所述PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,包括:

按照互补金属氧化物半导体结构的制备工艺在所述衬底的一侧制备多个互补金属氧化物半导体结构;

在多个所述互补金属氧化物半导体结构远离所述衬底的一侧制备第一PH值检测层;

在部分所述第一PH值检测层远离所述衬底的一侧制备第二PH值检测层,得到暴露所述第一PH值检测层的第一类PH传感器以及暴露所述第二PH值检测层的第二类PH传感器。

第三方面,本发明实施例还提供了一种PH值检测方法,采用上述的PH值检测装置,所述PH值检测方法包括:

将待测溶液注入所述PH值检测装置中;

基于***检测电路获取所述PH值检测装置的检测信号,所述检测信号至少包括所述第一类PH传感器的第一PH检测信号和所述第二类PH传感器的第二PH检测信号;

根据所述检测信号确定所述待测溶液的PH值。

可选的,根据所述检测信号确定所述待测溶液的PH值,包括:

根据所述第一PH检测信号和所述第二PH检测信号确定所述检测信号的均值差和/或峰值差;

根据所述检测信号的均值差和/或峰值差,通过查表或者带入拟合公式的方法,确定所述待测溶液的PH值。

本发明实施例提供的PH值检测装置及其制备方法、PH值检测方法,PH值检测装置包括至少两个不同类型的PH传感器,可以理解为双相或者多相PH值检测装置,基于相同的待测溶液可以或者两个或者多个检测信号,基于两个或者多个检测信号的统计结果确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度高;且本发明实施例提供的PH值检测装置区别于传统的电极检测装置,具备体积小、稳定性高的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1是本发明实施例提供的一种PH值检测装置的俯视结构示意图;

图2是图1提供的PH值检测装置沿剖面线A-A’的一种剖面结构示意图;

图3是本发明实施例提供的另一种PH值检测装置的俯视结构示意图;

图4是图1提供的PH值检测装置沿剖面线A-A’的另一种剖面结构示意图;

图5是本发明实施例提供的一种PH值检测装置的制备方法的流程示意图;

图6是本发明实施例提供的另一种PH值检测装置的制备方法的流程示意图;

图7-图9是图6提供的PH值检测装置的制备方法的工艺流程图;

图10是本发明实施例提供的一种PH值检测方法的流程示意图;

图11是本发明实施例提供的另一种PH值检测方法的流程示意图;

图12是本发明实施例提供的一种检测信号的分析直方图;

图13是本发明本发明实施例提供的检测信号的均值差线性分析示意图;

图14是本发明本发明实施例提供的检测信号的峰值差线性分析示意图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下将结合本发明实施例中的附图,通过具体实施方式,完整地描述本发明的技术方案。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例,均落入本发明的保护范围之内。

图1是本发明实施例提供的一种PH值检测装置的俯视结构示意图,图2是图1提供的PH值检测装置沿剖面线A-A’的一种剖面结构示意图;如图1和图2所示,本发明实施例提供的PH值检测装置包括衬底10以及位于衬底10一侧多个PH传感器20;多个PH传感器20至少包括多个第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22,其中,第一类PH传感器21和第二PH传感器22具备不同的PH值检测灵敏度。

示例性的,如图1和图2所示,多个PH传感器20至少包括多个第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22,图1和图2仅以同时多个PH传感器20包括多个第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22为例进行说明。设置第一类PH传感器21和第二PH传感器22具备不同的PH值检测灵敏度,如此,将待测溶液注入本发明实施例提供的PH值检测装置中后,第一类PH传感器21和第二PH传感器22针对相同的待测溶液可以产生不同的检测信号,根据多个不同的检测信号确定PH值检测装置的最终检测信号,基于获得的最终检测信号通过查表或者带入提前获知的PH值拟合公式中,可以直接获知待测溶液的PH值。本发明实施例提供的PH值检测装置,包括至少两个不同类型的PH传感器,可以理解为双相或者多相PH值检测装置,基于相同的待测溶液可以或者两个或者多个检测信号,基于两个或者多个检测信号的统计结果确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度高。

同时,如图1和图2所示,本发明实施例提供的PH值检测装置区别于现有技术的电极检测模块来说体积小巧,结构简单,便携性好,PH值检测方便,可操作性强;同时无需内置溶液,可以消除因电极寿命以及内置溶液带来的不稳定性,提升PH值检测装置的稳定性以及可靠性。

需要说明的是,本发明实施例仅以PH值检测装置包括第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22,第一类PH传感器21和第二PH传感器22具备不同的PH值检测灵敏度为例进行说明,可以理解的是,本发明实施例提供的PH值检测装置还可以包括其他PH传感器,例如第三类PH传感器,通过设置多个不同类的PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度,通过多个不同类的PH传感器基于相同的待测溶液得到不同的检测信号,根据多个不同的检测信号获得待测溶液的PH值,保证PH值检测具备较大的准确性和灵敏度。

可选的,第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22的数量可以相同,也可以不同,本发明实施例对此不进行限定,图1仅以第一类PH传感器21和多个第二PH传感器22的数量相同为例进行说明。

可选的,本发明实施例提供的衬底10可以为硅衬底,也可以为其他材料衬底,本发明实施例对此不进行限定。

综上,本发明实施例提供的PH值检测装置,通过设置PH值检测装置至少包括PH值检测灵敏度不同的第一类PH传感器和第二类PH传感器,分别通过第一类PH传感器和第二类PH传感器获得基于待测溶液的检测信号,根据检测信号通过查表或者带入拟合公式的方法确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度较高,且本发明实施例提供的PH值检测装置区别于传统的电极检测装置,具备体积小、稳定性高的有益效果。

可选的,本发明实施例提供的还可以包括检测电路(图中未示出),检测电路分别与第一类PH传感器21和第二类PH传感器22连接,用于读取第一类PH传感器21的第一PH检测信号以及第二类PH传感器22的第二PH检测信号,以便根据第一PH检测信号和第二PH检测信号确定待测溶液的PH值。

可选的,本发明实施例提供的PH值检测装置可以对PH值范围在6.5-11范围内的待测溶液进行PH值检测,PH值检测范围大,保证本发明实施例提供的PH值检测装置的使用范围广,普适性良好。

可选的,图3是本发明实施例提供的另一种PH值检测装置的俯视结构示意图,参考图1和图3所示,本发明实施例提供的PH值检测装置中,多个第一类PH传感器21在衬底10一侧阵列排布,多个第二类PH传感器22在衬底10一侧阵列排布;第一类PH传感器21与第二类PH传感器22依次间隔循环排布(如图3所示);或者,多个第一类PH传感器21依次间隔排布,多个第二类PH传感器22依次间隔排布(如图1所示)。

示例性的,如图3所示,设置第一类PH传感器21与第二类PH传感器22依次间隔循环排布,相邻设置的第一类PH传感器21与第二类PH传感器22所处溶液的PH值相同或者相差无几,保证PH值检测准确性以及灵敏度高;如图1所示,设置多个第一类PH传感器21依次间隔排布,多个第二类PH传感器22依次间隔排布,保证多个第一类PH传感器21可以同时制备得到,多个第二类PH传感器22可以同时制备得到,PH值检测装置的制备工艺简单。本发明实施例对PH值检测装置中第一类PH传感器21与第二类PH传感器22具备的位置关系不进行限定,可以根据具体要求调整第一类PH传感器21与第二类PH传感器22的位置关系,例如当要求PH值检测准确性以及灵敏度较高时,可以设置第一类PH传感器21与第二类PH传感器22依次间隔循环排布;当要求PH值检测装置的制备工艺简单,需要大量量产时,可以设置多个第一类PH传感器21依次间隔排布,多个第二类PH传感器22依次间隔排布。

需要说明的是,图1和图3仅以第一类PH传感器21与第二类PH传感器22的两种可行的位置关系进行说明,而非对第一类PH传感器21与第二类PH传感器22的位置关系进行限定,第一类PH传感器21与第二类PH传感器22其他的位置关系也在本发明实施例的保护范围内。

可选的,继续参考图2所示,本发明实施例提供的第一类PH传感器21和第二类PH传感器22均为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)传感器。具体的,第一类PH传感器21可以包括位于衬底10一侧的第一源极212、第一栅极214和第一漏极213,第一栅极214对应第一源极212和第一漏极213之间的第一沟道区215;位于第一栅极214远离衬底10一侧的多层第一导电层216,第一导电层216与第一栅极214之间以及相邻两层第一导电层216之间设置有第一绝缘层217;位于远离衬底10一侧的第一导电层216上的第一PH值检测层218;所述第二类PH传感器可以包括位于衬底10一侧的第二源极222、第二栅极224和第二漏极223,第二栅极224对应第二源极222和第二漏极223之间的第二沟道区225;位于第二栅极224远离衬底10一侧的多层第二导电226层,第二导电层226与第二栅极214之间以及相邻两层第二导电层226之间设置有第二绝缘层227;位于远离衬底10一侧的第二导电层226上的第一PH值检测层218;位于第一PH值检测层218上的第二PH值检测层228。

示例性的,第一类PH传感器21和第二类PH传感器22均为CMOS传感器,保证第一类PH传感器21和第二类PH传感器22具备功耗低、速度快、抗干扰能力强、集成度高等众多优点,保证PH值检测装置PH值检测效果好。基于CMOS传感器的基本结构,第一类PH传感器21可以包括第一源极212、第一漏极213和第一栅极214,以及至少一组由第一绝缘层217和第一导电层216依次叠层设置的叠层结构,最远离衬底10因此而的第一导电层216上设置有第一PH值检测层218,基于待测溶液第一PH值检测层218可以产生第一检测信号。第二类PH传感器22可以包括第二源极222、第二漏极223和第二栅极224,以及至少一组由第二绝缘层227和第二导电层226依次叠层设置的叠层结构,最远离衬底10因此而的第二导电层226上依次设置有第一PH值检测层218和第二PH检测层228,基于待测溶液第二PH值检测层228可以产生第二检测信号。

需要说明的是,本发明实施例对第一类PH传感器21包含的由第一绝缘层217和第一导电层216依次叠层设置的叠层结构的数量不进行限定,需要根据与第一类PH传感器21连接的***电路的数量确定,图2仅以第一类PH传感器21包含5组由第一绝缘层217和第一导电层216依次叠层设置的叠层结构为例进行说明。当与第一类PH传感器21连接的***电路的数量较多时,可以设置第一类PH传感器21包含较多数量的由第一绝缘层217和第一导电层216依次叠层设置的叠层结构,其中与第一类PH传感器21连接的***电路的数量可以与第一导电层216的数量相同。同样的,本发明实施例对第二类PH传感器22包含的由第二绝缘层227和第二导电层226依次叠层设置的叠层结构的数量不进行限定,需要根据与第二类PH传感器22连接的***电路的数量确定,图2仅以第二类PH传感器22包含5组由第二绝缘层227和第二导电层226依次叠层设置的叠层结构为例进行说明。当与第二类PH传感器22连接的***电路的数量较多时,可以设置第二类PH传感器22包含较多数量的由第二绝缘层227和第二导电层226依次叠层设置的叠层结构,其中与第二类PH传感器22连接的***电路的数量可以与第二导电层226的数量相同。

具体的,第一PH值检测层218可以包括惰性金属层,例如金,银或者铂金,第一PH值检测层218对PH值敏感度较低;第二PH值检测层228可以包括PH敏感膜,第二PH值检测层228对PH值敏感度较高。基于相同的待测溶液,第一PH值检测层218和第二PH值检测层228可以产生不同的检测信号,基于获得的检测信号通过查表或者带入提前获知的PH值拟合公式中,可以直接获知待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度高。需要说明的是,本发明实施例对第一PH值检测层218和第二PH值检测层228的材料不进行限定,只需保证PH值检测层218和第二PH值检测层228具备不同的PH值敏感度即可。

可选的,继续参考图2所示,第一源极212、第一漏极213、第二源极222和第二漏极223可以同层设置;第一栅极214和第二栅极224可以同层设置;第一导电层216和第二导电层226可以同层设置;第一绝缘层217和第二绝缘层227可以同层设置。

示例性的,第一源极212、第一漏极213、第二源极222和第二漏极223同层设置,第一源极212、第一漏极213、第二源极222和第二漏极223可以在同一工艺采用相同的材料制备得到,保证第一源极212、第一漏极213、第二源极222和第二漏极223制备工艺简单,PH值检测装置膜层关系简单;第一栅极214和第二栅极224同层设置,第一栅极214和第二栅极224可以在同一工艺采用相同的材料制备得到,保证第一栅极214和第二栅极224制备工艺简单,PH值检测装置膜层关系简单;第一导电层216和第二导电层226可以同层设置,第一导电层216和第二导电层226可以在同一工艺采用相同的材料制备得到,保证第一导电层216和第二导电层226制备工艺简单,PH值检测装置膜层关系简单;第一绝缘层217和第二绝缘层227同层设置,第一绝缘层217和第二绝缘层227可以在同一工艺采用相同的材料制备得到,保证第一绝缘层217和第二绝缘层227制备工艺简单,PH值检测装置膜层关系简单。

可选的,图4是图1提供的PH值检测装置沿剖面线A-A’的另一种剖面结构示意图,如图4所示,至少部分第一绝缘层217中形成有第一通孔219,相邻两层第一导电层216通过第一通孔219电连接;至少部分第二绝缘层227中形成有第二通孔229,相邻两层第二导电层226通过第二通孔229电连接。

示例性的,如图4所示,本发明实施例提供的PH值检测装置中,至少部分第一绝缘层217中可以形成第一通孔219,通过第一通孔219可以实现相邻两层第一导电层216之间的电连接,实现信号传输;同样的,至少部分第二绝缘层227中可以形成第二通孔229,通过第二通孔229可以实现相邻两层第二导电层226之间的电连接,实现信号传输。需要说明的是,本发明实施例对具体哪一层第一绝缘层217上形成第一通孔219以及具体哪一层第而绝缘层227上形成第而通孔229不进行限定,需要根据实际情况进行确定,图4仅以所有的第一绝缘层217中均形成有第一通孔219以及第二绝缘层227上均形成有第二通孔229为例进行说明。

基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种PH值检测装置的制备方法,用于制备本发明实施例提供的PH值检测装置。具体的,图5是本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法的流程示意图,如图5所示,本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法可以包括:

S110、提供衬底。

可选的,衬底可以为硅衬底,也可以为其他材料衬底,本发明实施例对此不进行限定。

S120、在所述衬底一侧制备多个PH传感器,多个所述PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,其中,所述第一类PH传感器和所述第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度。

可选的,在衬底一侧制备多个PH传感器,多个所述PH传感器至少包括多个第一类PH传感器和多个第二类PH传感器,且第一类PH传感器21和第二PH传感器22具备不同的PH值检测灵敏度,如此,将待测溶液注入本发明实施例提供的PH值检测装置中后,第一类PH传感器21和第二PH传感器22针对相同的待测溶液可以产生不同的检测信号,基于获得的检测信号通过查表或者带入提前获知的PH值拟合公式中,可以直接获知待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度高。

同时,根据本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法制备得到的PH值检测装置,区别于现有技术的电极检测模块来说体积小巧,结构简单,便携性好,PH值检测方便,可操作性强;同时无需内置溶液,可以消除因电极寿命以及内置溶液带来的不稳定性,提升PH值检测装置的稳定性以及可靠性。

综上,本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法,通过制备PH值检测装置至少包括PH值检测灵敏度不同的第一类PH传感器和第二类PH传感器,分别通过第一类PH传感器和第二类PH传感器获得基于待测溶液的检测信号,根据检测信号通过查表或者带入拟合公式的方法确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度较高,且本发明实施例提供的PH值检测装置区别于传统的电极检测装置,具备体积小、稳定性高的有益效果。

进一步的,本发明实施例提供的第一类PH传感器21和第二类PH传感器22均为CMOS传感器,基于此,本发明实施例提供了另一种PH值检测装置的制备方法,如图6所示,本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法可以包括:

S210、提供衬底。

S220、按照互补金属氧化物半导体结构的制备工艺在所述衬底的一侧制备多个互补金属氧化物半导体结构。

如图7所示,按照CMOS结构的制备工艺在衬底10的一侧制备多个CMOS结构31。其中,CMOS结构31的制备方法为本领域技术人员公知,这里不再赘述。

S230、在多个所述互补金属氧化物半导体结构远离所述衬底的一侧制备第一PH值检测层。

如图8所示,在多个CMOS结构31远离衬底10的一侧制备第一PH值检测层218,第一PH值检测层218即为第一类PH传感器21的PH值检测膜层。

可选的,第一PH值检测层218可以包括惰性金属层,例如金,银或者铂金,第一PH值检测层218对PH值敏感度较低。可以通过蒸镀的方式在在多个CMOS结构31远离衬底10的一侧制备第一PH值检测层218,本发明实施例对第一PH值检测层218的具体制备方式不进行限定。

S240、在部分所述第一PH值检测层远离所述衬底的一侧制备第二PH值检测层,得到暴露所述第一PH值检测层的第一类PH传感器以及暴露所述第二PH值检测层的第二类PH传感器。

如图9所示,在部分第一PH值检测层218远离衬底10的一侧制备第二PH值检测层228,第二PH值检测层228即为第二类PH传感器22的PH值检测膜层。至此,得到暴露第一PH值检测层218的第一类PH传感器21以及暴露第二PH值检测层228的第二类PH传感器22。

综上,本发明实施例提供的PH值检测装置的制备方法,不仅可以保证PH值检测准确性和灵敏度较高,同时兼顾具备体积小、稳定性高的有益效果;进一步的,由于PH值检测装置中包括的第一类PH传感器和第二类PH传感器均为CMOS传感器,第一类PH传感器和第二类PH传感器还具备功耗低、速度快、抗干扰能力强、集成度高等众多优点,进一步提升PH值检测装置的检测性能。

基于同样的发明构思,本发明实施例还提供了一种PH值检测方法,采用本发明实施例提供的PH值检测装置。具体的,图10是本发明实施例提供的PH值检测方法的流程示意图,如图10所示,本发明实施例提供的PH值检测方法可以包括:

S310、将待测溶液注入所述PH值检测装置中。

示例性的,PH值检测装置中设置有溶液注入孔,可以将待测溶液注入溶液注入孔,保证不同PH值检测灵敏度的PH传感器可以与待测溶液接触。

S320、基于***检测电路获取所述PH值检测装置的检测信号,所述检测信号至少包括所述第一类PH传感器的第一PH检测信号和所述第二类PH传感器的第二PH检测信号。

示例性的,由于第一类PH传感器和第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度,因此基于相同的待测溶液,第一类PH传感器和第二类PH传感器具备不同的检测信号,根据第一类PH传感器获取的第一PH检测信号和基于第二PH传感器获取的第二PH检测信号获取PH值检测装置的检测信号。具体的,PH值检测装置的检测信号具体可以为第一PH检测信号和第二PH检测信号的统计处理后的数据,例如可以为第一PH检测信号和第二PH检测信号的均值差、峰值差或者中值差,本发明实施例对此不进行限定。

S330、根据所述检测信号确定所述待测溶液的PH值。

综上,本发明实施例提供的PH值检测方法,至少根据第一PH检测信号和第二PH检测信号确定PH值检测装置的检测信号,根据多个不同的检测信号确定PH值检测装置的最终检测信号,基于获得的最终检测信号确定待测溶液的PH值,相比于单一检测信号确定PH值的现有技术来说,基于两个或者多个检测信号的统计结果确定待测溶液的PH值,PH值检测准确性和灵敏度高。

具体的,根据检测信号确定待测溶液的PH值,具体可以是基于多个检测信号的均值差和/或峰值差确定PH值检测装置的最终检测信号,基于最终检测信号,可以通过查表或者带入拟合公式的方法确定待测溶液的PH值。基于上述方案,图11是本发明实施例提供的另一种PH值检测方法,如图11所示,本发明实施例提供的PH值检测方法可以包括:

S410、将待测溶液注入所述PH值检测装置中。

S420、基于***检测电路获取所述PH值检测装置的检测信号,所述检测信号至少包括所述第一类PH传感器的第一PH检测信号和所述第二类PH传感器的第二PH检测信号。

S430、根据所述第一PH检测信号和所述第二PH检测信号确定所述检测信号的均值差和/或峰值差。

S440、根据所述检测信号的均值差和/或峰值差,通过查表或者带入拟合公式的方法,确定所述待测溶液的PH值。

可选的,在确定基于待测溶液的第一PH检测信号和第二PH检测信号之间的均值差和/或峰值差之前或者之后,可以将已知PH值的多种溶液注入PH值检测装置中,通过PH值检测装置获取已知PH值溶液的PH值统计数据,根据PH值统计数据确定均值差线形图和峰值差线形图,根据已经获取的均值差线形图和/或峰值差线形图,整理得到不同均值差和/或峰值差对应的PH值的图表,如此根据待测溶液的均值差和/或峰值差,通过查表的方式直接确定待测溶液的PH值;或者,根据获取的均值差线形图和峰值差线形图,采用直线拟合的方式,获得拟合公式,如此根据待测溶液的均值差和/或峰值差,将均值差和/或峰值差带入拟合公式中直接确定待测溶液的PH值。

具体的,图12是本发明实施例提供的一种检测信号的分析直方图,如12以直方图的形式体现统计结果。将pH=8.0、7.0、6.5的溶液依次注入pH值检测装置上,并通过***电路读取信号,将读取的信号分别作统计处理,如图12所述的直方图,更进一步的还可以将得到数据作高斯拟合或作积分分布(图中未示出)。如图12所示,由于第一类PH传感器和第二类PH传感器具备不同的PH值检测灵敏度,因此基于相同PH值的待测溶液,第一PH检测信号和第二PH检测信号之间的差距明显,其中,输入电压值较小的部分对应第一类PH传感器,输入电压值较大的部分对应第二类PH传感器。

进一步的,根据图12所示的直方图,确定三种不同PH值溶液的均值差,得到如图13所示的均值差线形图,其中图13中横坐标表示PH值,纵坐标表示电压信号均值差,单位为mv,根据图13所示的均值差线形图,可以得到均值差对应的拟合公式y=-136.7x+1424,其中,x对应PH值,y对应电压信号均值差。基于PH值检测装置确定待测溶液的电压信号的均值差,带入上述的公式中可以直接确定待测溶液的PH值,PH值检测方便快捷。并且,根据图13所示的均值差线形图以及拟合公式可以知道,当PH值变化0.1时,检测电压信号变化对应十几个mv,PH值检测准确性和灵敏度较高。

进一步的,根据图12所示的直方图,确定三种不同PH值溶液的均值差,得到如图14所示的峰值差线形图,其中图14中横坐标表示PH值,纵坐标表示电压信号峰值差,单位为mv,根据图14所示的峰值差线形图,可以得到峰值差对应的拟合公式y=-148.5x+1536,其中,x对应PH值,y对应电压信号峰值差。基于PH值检测装置确定待测溶液的电压信号的峰值值差,带入上述的公式中可以直接确定待测溶液的PH值,PH值检测方便快捷。并且,根据图14所示的峰值差线形图以及拟合公式可以知道,当PH值变化0.1时,检测电压信号变化对应十几个mv,PH值检测准确性和灵敏度较高。

图13和图14仅以拟合公式的形式说明如何根据均值差/或峰值差确定待测溶液的PH值,可选的,还可以根据上述线形图以及拟合公式,得到均值差-PH值图表,和/或峰值差-PH值图表,如此在得到待测溶液的均值差和/或峰值差时,直接查表就可以确定待测溶液的PH值,方便快捷。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,本发明的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合,并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

20页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:用于检测车辆的损坏的设备和方法与车辆

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类