[实用新型]多参数离子传感器、传感器芯片和监测系统

权利要求书

1.一种多参数离子传感器，其特征在于，所述传感器包括：多个由成对的离子敏场效应晶体管组合的互补对结构；其中，

每个互补对结构中成对的离子敏场效应晶体管共用一个参比电极；

所述成对的离子敏场效应晶体管中的一个设有的敏感膜作为指示晶体管，另一个设有非活性膜作为参比晶体管；

多个互补对结构中的敏感膜不同。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器中，每种敏感膜分别针对一种特定的离子；所述离子包括Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-中的至少一种。

3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器的互补对结构基于N沟道的离子敏场效应晶体管。

4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，在每个互补对结构中：

参比电极设置在成对的离子敏场效应晶体管之间；

每个离子敏场效应晶体管为多层级结构，所述多层级结构的各层依次包括P型硅衬底、N型沟道、Si0₂氧化层、源漏电极、绝缘层及栅电极；其中，

所述N型沟道形成在所述P型硅衬底的表面，所述源漏电极通过所述Si0₂氧化层中的通孔分别连接两个N型沟道区，所述栅电极通过所述绝缘层中的通孔连接所述Si0₂氧化层；

所述敏感膜或所述非活性膜布设在所述栅电极表面并暴露在环境当中。

5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述参比电极为Ag/AgCl参考电极。

6.如权利要求4所述的传感器，其特征在于，所述源漏电极和所述栅电极为金属电极，所述栅电极通过铝互连线连接所述Si0₂氧化层。

7.一种多参数离子传感器芯片，其特征在于，所述传感器芯片包括：如权利要求1-6中任一项所述的多参数离子传感器、放大器、A/D模数转换器、校验存储器、CRC发生器、SCK数据线、DATA三态门；其中，

所述传感器的输出耦接所述放大器，所述放大器将所述传感器输出的模拟信号放大；

所述放大器的输出耦接所述A/D转换器，所述A/D转换器将放大的模拟信号转换为数字信号；

所述校验存储器耦接所述A/D转换器，保障模数转换的准确度；

所述A/D转换器耦接所述CRC发生器，所述CRC发生器保障数据通信的安全；

所述传感器芯片通过所述SCK数据线和与所述DATA三态门外部通信，所述SCK数据线负责处理器和离子传感器的通讯同步；所述DATA三态门用于数据的读取。

8.一种多参数离子监测系统，其特征在于，所述监测系统包括：如权利要求7所述的多参数离子传感器芯片、无线收发模块、汇聚节点、网关模块、3G无线传输模块、远程网络服务器和用户终端；其中，

所述多参数离子传感器芯片与无线收发模块连接，组成单个传感器模块；

所述无线收发模块与汇聚节点无线通信连接，将传感器模块采集的数据实时传送至汇聚节点；

所述汇聚节点与网关模块无线通信连接，将数据传送至网关模块；

所述网关模块与3G无线传输模块连接，将数据通过3G网络传送至远程网络服务器；

所述用户终端将数据保存和显示给客户端。

9.如权利要求8所述的监测系统，其特征在于，所述无线收发模块与汇聚节点之间、汇聚节点与网关模块之间无线通信采用ZigBee组网。

10.如权利要求8所述的监测系统，其特征在于，所述3G无线通信模块为CDMA无线通讯模块，包括四频GSM/GPRS、EDGE、CDMA和HSPA空中接口。