一种表面活性剂检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及表面活性剂检测领域，具体涉及一种表面活性剂检测装置。
【背景技术】
[0002]表面活性剂是一种能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，能使液体表面张力降低，广泛应用在国民经济的各个领域，具有分散、润湿、渗透、增溶、乳化、起泡、润滑、杀菌、洗涤、防腐、抗静电等一系列特性。表面活性剂大量使用，且不经过处理就直接排放到自然环境中，造成环境水体出现持久性泡沫、溶解氧浓度降低，使水质发臭，同时对水中的土壤污染，并间接影响到水产品质量及农产品产量。由于表面活性剂是清洁剂中的主要成分，而清洁剂在日常生活中大量使用，如果表面活性剂大量残留在食品饮料中，或者是餐具中，而被人体误食，如果剂量过大，会造成人中毒。表面活性剂一般都是通过溶在水中使用，通过废水排放到环境中，因此，对水中表面活性剂检测是非常必要且具有重要意义的。
[0003]现有的表面活性剂的测量方法主要包括，液相色谱法、电位滴定法、分光光度法、荧光光度法、红外方法、核磁共振法、生物传感器法以及电导传感器法。
[0004]液相色谱法以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相栗入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测。
[0005]电位滴定法需要将样本溶解在溶剂中，加入酸，经过预处理反应以后，加入滴定剂，根据滴定曲线来判断表面活性剂浓度。
[0006]分光光度法是借助于显色剂与被测物反应，然后根据对吸收光谱的情况判定表面活性剂浓度，对于阴离子表面活性剂，国家标准中的测定方法是亚甲基蓝分光光度法，其测定原理是亚甲基蓝与阴离子表面活性剂反应生成蓝色离子缔合物，然后利用氯仿对其萃取后，在625nm波长下测量吸光度。
[0007]荧光光度法对于阴离子表面活性剂AS，检测原理是利用阴离子表面活性剂与罗丹明反应生成的离子缔合物可以被萃取的特性，在550nm处测定其荧光强度。
[0008]红外方法、核磁共振法都需要对样本进行前期预处理，利用红外光谱和核磁共振图谱对表面活性剂进行测定。传感器方法是最适合应用于长期在线检测的方法，生物传感器专一性较强，不能适用于不同种类的表面活性剂的测量，且对检测环境具有一定的要求。
[0009]而常规的电导传感器方法是用两个电极浸入溶液中，通过电极之间的电导率的变化来进行测量，而液体洗涤剂电导率的变化率比较小，表现为曲线的斜率较小，不便于检测，因此常规的电导传感器只适用于高浓度的表面活性剂溶液的检测。电导率的大小受到溶液浓度、电解质的种类、温度等诸多因素的影响。
[0010]现有技术一般都只是针对非离子型、阴离子型或者阳离子型某种特定的表面活性剂的种类能够进行测量，通用性差，同时还具有如下缺陷:
[0011](I)液相色谱法需要对样本进行采样，且操作复杂，仪器昂贵，不适合进行在线测量；
[0012](2)电位滴定法需要取样，需要样本预处理，只能实验室中使用，不能用于原位在线检测；
[0013](3)分光光度法操作非常繁琐，易受各种共存物的影响，有机的羧酸盐、磺酸盐、硫酸盐及无机的硫酸盐、磷酸盐、氯化物等均会对该法产生干扰，而且对阴离子的萃取能力相对较弱，灵敏度低，最低检出浓度为0.05mg/L，同时所用的氯仿是有毒物质，能作用于中枢神经系统，具有致癌性;在阳光作用下被空气氧化会生成剧毒的光气，容易对环境造成污染；
[0014](4)荧光光度法需要反应生成缔合物，且需要用笨等萃取，同时对pH也有一定的要求，因此与分光光度法一样，操作复杂，不容易用于在线测量；
[0015](5)红外方法、核磁共振法都需要昂贵的仪器来进行分析，过程复杂，耗时长；
[0016](6)生物传感器具有单一性，通用性差，且寿命短，不适合长期测量；
[0017](7)常规的电导传感器敏感度差，容易极化，且易被溶剂中其他成分干扰；
[0018](8)液相色谱法、电位滴定法、分光光度法费时费力，而且需要使用甲醛、氯仿等有害溶剂，对人体有害。
【发明内容】
[0019]针对上述技术问题的缺陷，本发明提供了一种表面活性剂检测装置。
[0020]第一方面，本发明提出一种表面活性剂检测装置，包括:敏感探头、激励信号驱动电路、信号调理电路、信号采集电路和无线通信电路，所述敏感探头设置在所述激励信号驱动电路的一侧，所述敏感探头通过所述激励信号驱动电路与所述信号调理电路相连，所述信号调理电路与所述信号采集电路相连，所述信号采集电路和所述无线通信电路相连；[0021 ]其中，所述敏感探头包括温度敏感模块和多个活性剂敏感模块；
[0022]所述活性剂敏感模块包括:硅片、在所述硅片生长的二氧化硅膜层、形成在所述二氧化硅膜层上的电极阵列和覆盖在所述电极阵列上的氧化层，所述电极阵列的相邻两个引脚组成一个电极，所述相邻两个引脚分别作为电源激励端和信号检测端，相间隔两个引脚并联，所述电极阵列共用一对金属阴阳触点，所述多个活性剂敏感模块中的电极阵列通过所述金属阴阳触点并联连接。
[0023]可选的，在所述氧化层上与所述电极阵列对应的位置设置有开口。
[0024]可选的，所述装置还包括:太阳能电池板和浮球壳体，所述太阳能电池板设置在所述浮球壳体的第一表面上。
[0025]可选的，所述信号采集电路和所述信号调理电路设置在所述浮球壳体的第二表面上。
[0026]可选的，所述无线通信电路贯穿所述浮球壳体，且一端与所述无线通信电路相连。
[0027]可选的，所述装置还包括:电源驱动电路、电源和充放电电路，所述电源驱动电路一端与所述信号调理电路相连，另一端与所述电源相连，所述电源与所述充放电电路相连。
[0028]可选的，所述装置还包括:防水外壳，所述防水外壳为C形框，所述信号调理电路、信号采集电路、无线通信电路、电源、电源驱动电路和充放电电路均设置在所述C形框内，所述激励信号驱动电路和敏感探头设置在所述C形框的开口处，所述开口处还设置有过滤帽。
[0029]可选的，所述电源与所述太阳能电池板相连。
[0030]本发明提供了一种表面活性剂检测装置，通过活性剂敏感模块和温度敏感模块将检测后的信号发送至信号调理电路，信号调理电路将接收的信号转换成直流信号，并通过信号采集电路和无线通信电路将直流信号转换成表面活性剂浓度信号传输给用户，该表面活性剂检测装置功耗低，具有温度补偿且具有较高灵敏度和准确度，能够应用于长期在线检测的水中表面活性剂。
【附图说明】
[0031]图1为本发明一实施例提供的一种表面活性剂检测装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]本发明一实施例提供的一种表面活性剂检测装置的结构示意图，如图1所示，该表面活性剂检测装置包括:敏感探头1、激励信号驱动电路2、信号调理电路3、信号采集电路4和无线通信电路5，所述敏感探头I设置在所述激励信号驱动电路2的一侧，所述敏感探头I通过所述激励信号驱动电路2与所述信号调理电路3相连，所述信号调理电路3与所述信号采集电路4相连，所述信号采集电路4和所述无线通信电路5相连；
[0034]其中，所述敏感探头包括温度敏感模块12和多个活性剂敏感模块11;
[0035]所述活性剂敏感模块11包括:硅片、在所述硅片生长的二氧化硅膜层、形成在所述二氧化硅膜层上的电极阵列和覆盖在所述电极阵列上的氧化层，所述电极阵列的相邻两个弓丨脚组成一个电极，所述相邻两个引脚分别作为电源激励端和信号检测端，相间隔两个引脚并联，所述电极阵列共用一对金属阴阳触点，所述多个活性剂敏感模块中的电极阵列通过所述金属阴阳触点并联连接。
[0036]上述表面活性剂检测装置通过活性剂敏感模块和温度敏感模块将检测后的信号发送至信号调理电路，信号调理电路将接收的信号转换成直流信号，并通过信号采集电路和无线通信电路将直流信号转换成表面活性剂浓度信号传输给用户，使得用户根据直流信号对表面活性剂进行检测，该表面活性剂检测装置功耗低，具有温度补偿且具有较高灵敏度和准确度，能够应用于长期在线检测的水中表面活性剂。
[0037]敏感探头是一组横叠固定在印刷电路板上的微小薄片，共五层，每层厚0.7mm，每层之间间距0.5mm，其中四层为活性剂敏感模块，最后一层为温度敏感模块。
[0038]所述活性剂敏感模块包括:硅片、在所述硅片生长的二氧化硅膜层、形成在所述二氧化硅膜层上的电极和覆盖在所述电极上的氧化层。在所述氧化层上与所述电极阵列对应的位置设置有开口。所述电极为多个，相邻的两个电极分别连接所述激励信号驱动电路上的电源激励端和信号检测端。