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环境监测中的新型传感技术发展路径
目录
一、内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.3技术发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.4本文研究内容及框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
二、环境监测传感器技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.1传感器的定义与原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1.1感应元件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.1.2信号转换与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.2环境监测传感器的分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.2.1按测量对象分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.2.2按工作原理分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2.3传统环境监测传感器技术及其局限性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
2.3.1部件易磨损．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
2.3.2响应速度慢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
2.3.3需要持续维护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
三、新型环境监测传感技术分类及应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.1气体污染物监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
3.1.1基于光谱技术的检测设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
3.1.2基于电化学技术的检测设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.1.3基于半导体技术的检测设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
3.2水质污染物监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
3.2.1基于电导率法的测量仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
3.2.2基于光谱法的测量仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
3.2.3基于生物传感器的测量仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
3.3噪声及振动监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
3.3.1声级计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
3.3.2振动分析仪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
3.3.3声学影像系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
3.4温湿度及大气成分监测传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
3.4.1湿度传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
3.4.2温度传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
3.4.3氧气传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82
3.5微观及纳米传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
3.5.1基于纳米材料的传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．86
3.5.2基于微型机械振动的传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．87
四、新型传感技术在环境监测中面临的挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．89
4.1传感器的可靠性问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．91
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