[实用新型]一种集成微纳传感器

权利要求书

1.一种集成微纳传感器，用于水体pH值、电导率和温度三参数快速在线检测，包括可与硅基片键合的Pyrex7740玻璃基片(10)，玻璃基片(10)上面以与其键合的方式覆盖有表面为(100)晶面、双面抛光并氧化的硅基片(14)，二者键合成一体；其特征在于，硅基片(14)上分别设置有温度传感器(1)、pH值传感器(2)和电导率传感器(3)，温度传感器(1)为设置在硅基片(14)表面的铂丝热敏电阻(15)，电导率传感器(3)为设置在硅基片(14)表面的2对铂电极(16)；pH值传感器(2)包括设置在硅基片(14)表面分别呈内圆环与外圆环布置的铱/氧化铱工作电极(5)与铂对电极(6)，位于内圆环的铱/氧化铱工作电极(5)底下设置向下开口腔，该开口腔与所述玻璃基片(10)形成用于储存氯化钾饱和溶液的储液腔(12)，储液腔(12)顶壁设置采用湿法腐蚀刻蚀出的多个外壁孔径大内壁孔径小的纳米级锥形微孔(9)，形成位于铱/氧化铱工作电极(5)内圆环内的锥形微孔(9)阵列，每个锥形微孔(9)作为与外界待测物相接触进行双方离子交换的纳米通道；所述玻璃基片(10)设置有与所述储液腔(12)相通的注液孔(13)，并配置有用于封装所述注液孔(13)的密封胶，所述储液腔(12)中储存有经注液孔(13)注入的氯化钾饱和溶液；所述玻璃基片(10)上表面设置有铂电极引线(11)通入储液腔(12)，在铂电极引线(11)末端段的上表面设置有银/氯化银参比电极层(7)。

2.如权利要求1所述的集成微纳传感器，其特征在于，所述pH值传感器(2)的铱/氧化铱工作电极(5)为在由Lift-off工艺形成的厚度为纳米级、宽度为毫米级的铂薄层上面的厚度为微米级的电镀层，所述铂对电极(6)、所述温度传感器(1)、电导率传感器(3)为由Lift-off工艺直接形成的厚度为纳米级、宽度为微米级的铂薄层。

3.如权利要求1所述的集成微纳传感器，其特征在于，所述铱/氧化铱工作电极(5)为封闭圆环，所述铱/氧化铱工作电极(5)从其环体引出工作电极引出线至硅基片(14)的一侧的接线端；所述铂对电极(6)为开放圆环，所述铂对电极(6)从其开放圆环的2个开放端引出线至硅基片(14)的同一侧的接线端。

4.如权利要求1所述的集成微纳传感器，其特征在于，所述温度传感器(1)、pH值传感器(2)和电导率传感器(3)，温度传感器(1)并列布置，pH值传感器(2)和电导率传感器(3)位于中间，温度传感器(1)与电导率传感器(3)分别位于pH值传感器(2)的左右两侧。

5.如权利要求1所述的集成微纳传感器，其特征在于，作为所述温度传感器(1)的铂丝热敏电阻(15)的整段金属铂丝在其所在区域面积来回重复布置，使得形成温度传感器(1)的整段金属铂丝的长度与宽度能达到温度为0度时电阻值为一个整数临界值；所述整数临界值为1000欧姆或5000欧姆或10000欧姆。

6.如权利要求1所述的集成微纳传感器，其特征在于，所述电导率传感器(3)设计成双半圆形对立结构。

7.如权利要求1所述的微纳传感器，其特征在于，所述银/氯化银电极层从底部至表面依次包括钛-铂电极基底导电层、金属银层、以及金属银层采用盐酸处理后形成的Ag/AgCl层。

8.如权利要求1所述的微纳传感器，其特征在于，所述玻璃基片(10)的背面涂有一层环氧避光层。

9.如权利要求1所述的微纳传感器，其特征在于，包括外封装，所述外封装在硅基片(14)上面温度传感器(1)、pH值传感器(2)和电导率传感器(3)所在区域开口，其它部位全部封装，并引出各电极的引出线。