无室微生物燃料电池溶解氧传感器

一分钟内响应

以无室微生物燃料电池为核心，配合树莓派采集，实现低成本快速部署的实时溶解氧监测。

Yongyun, Li · Chen, Yahui · Yi, Chen · 卿人韦 · Xinyu, Cao · Chen, Peng · Wei, Liu · Yao, Wang · 周广武 · Heng, Xu · Hao, Likai · Can, Wang · Shun, Li · Yongguan, Zhu · Haderleln, Stefan B. · 徐飞 · 王璨

Chemical Engineering Journal 2023

参数信息

内阻

9.62 Ω

响应时间

<1 min

检测范围

0.15–9.5 mg/L

决定系数

0.997

均方根误差

0.0447

平均绝对误差

0.0401

实际应用一致性

0.954

技术优势

一分钟内响应

低内阻（9.62 Ω）使传感器输出信号能快速跟随溶解氧变化，及时反映水体氧含量波动。

复杂水体仍准确

经过多源数据融合训练的 GA-BPNN 模型，在 pH、电导率、水温等变化的天然水体中仍保持 R² = 0.954 的一致预测。

成本低易部署

传感器采用无室设计和树莓派采集，材料易得、组装简单，适合大规模布设。

应用场景

• 水质监测：替代昂贵易受基质干扰的传统溶解氧传感器，实现江河湖库的立体化实时监测。
• 环境传感：在多变 pH、电导率和水温的自然水体中维持准确测量，适合野外环境传感网络。
• 生物传感：以微生物燃料电池为换能元件，利用生物膜氧梯度实现无需外加试剂的生物传感。
• 物联网传感：搭配树莓派和轻量数据融合模型，便于低成本接入物联网实现分布式溶解氧监测。