電化學(xué)傳感器的認(rèn)識(shí)及分類

電化學(xué)傳感器

它相當(dāng)一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學(xué)活性，可以被電化學(xué)氧化或者還原。利用這些反應(yīng)，可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學(xué)氣體傳感器分很多子類：

　　a、原電池型氣體傳感器（也稱：加伏尼電池型氣體傳感器，也有稱燃料電池型氣體傳感器，也有稱自發(fā)電池型氣體傳感器），他們的原理行同我們用的干電池，只是，電池的碳錳電極被氣體電極替代了。以氧氣傳感器為例，氧在陰極被還原，電子通過電流表流到陽極，在那里鉛金屬被氧化。電流的大小與氧氣的濃度直接相關(guān)。這種傳感器可以有效地檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等。

b、恒定電位電解池型氣體傳感器，這種傳感器用于檢測還原性氣體非常有效，它的原理與原電池型傳感器不一樣，它的電化學(xué)反應(yīng)是在電流強(qiáng)制下發(fā)生的，是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經(jīng)成功地用于：一氧化碳、硫化氫、氫氣、氨氣、肼、等氣體的檢測之中，是目前有毒有害氣體檢測的主流傳感器。

c、濃差電池型氣體傳感器，具有電化學(xué)活性的氣體在電化學(xué)電池的兩側(cè)，會(huì)自發(fā)形成濃差電動(dòng)勢，電動(dòng)勢的大小與氣體的濃度有關(guān)，這種傳感器的成功實(shí)例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質(zhì)型二氧化碳傳感器。

d、極限電流型氣體傳感器，有一種測量氧氣濃度的傳感器利用電化池中的極限電流與載流子濃度相關(guān)的原理制備氧（氣）濃度傳感器，用于汽車的氧氣檢測，和鋼水中氧濃度檢測。

化學(xué)傳感器的細(xì)分

按傳感方式，化學(xué)傳感器可分為接觸式與非接觸式化學(xué)傳感器?；瘜W(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是分離型傳感器。如離子傳感器，液膜或固體膜具有接受器功能，膜完成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能，接受和轉(zhuǎn)換部位是分離的，有利于對(duì)每種功能分別進(jìn)行優(yōu)化；另一種是組裝一體化傳感器。如半導(dǎo)體氣體傳感器，分子俘獲功能與電流轉(zhuǎn)換功能在同一部位進(jìn)行，有利于化學(xué)傳感器的微型化。

按檢測對(duì)象，化學(xué)傳感器分為氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器和生物傳感器。氣體傳感器的傳感元件多為氧化物半導(dǎo)體，有時(shí)在其中加入微量貴金屬作增敏劑，增加對(duì)氣體的活化作用。對(duì)于電子給予性的還原性氣體如氫、一氧化碳、烴等，用N型半導(dǎo)體，對(duì)接受電子性的氧化性氣體如氧，用P型半導(dǎo)體。將半導(dǎo)體以膜狀固定于絕緣基片或多孔燒結(jié)體上做成傳感元件。氣體傳感器又分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器、晶體振蕩式氣體傳感器和電化學(xué)式氣體傳感器。

　　濕度傳感器是測定氣氛中水氣含量的傳感器，又分為電解質(zhì)式、高分子式、陶瓷式和半導(dǎo)體式濕度傳感器。

　　離子傳感器是對(duì)離子具有選擇響應(yīng)的離子選擇性電極。它基于對(duì)離子選擇性響應(yīng)的膜產(chǎn)生的膜電位。離子傳感器的感應(yīng)膜有玻璃膜、溶有活性物質(zhì)的液體膜及高分子膜，使用較多是聚氯乙烯膜（見離子選擇性電極）。

　　生物傳感器是對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測的儀器。生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)生物物質(zhì)具有分子結(jié)構(gòu)的選擇功能（見生物傳感器）。

　　化學(xué)傳感器在礦產(chǎn)資源的探測、氣象觀測和遙測、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)學(xué)上遠(yuǎn)距離診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)上生鮮保存和魚群探測、防盜、**報(bào)警和節(jié)能等各方面都有重要的應(yīng)用。