電化學傳感器的認識及分類

電化學傳感器

它相當一部分的可燃性的、有毒有害氣體都有電化學活性，可以被電化學氧化或者還原。利用這些反應，可以分辨氣體成份、檢測氣體濃度。電化學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。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，它的電化學反應是在電流強制下發生的，是一種真正的庫侖分析的傳感器。這種傳感器已經成功地用于：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，具有電化學活性的氣體在電化學電池的兩側，會自發形成濃差電動勢，電動勢的大小與氣體的濃度有關，這種傳感器的成功實例就是汽車用氧氣傳感器、固體電解質型二氧化碳傳感器。

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。

化學傳感器的細分

按傳感方式，化學傳感器可分為接觸式與非接觸式化學傳感器?；瘜W傳感器的結構形式有兩種：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，膜完成電信號的轉換功能，接受和轉換部位是分離的，有利于對每種功能分別進行優化；另一種是組裝一體化傳感器。如半導體氣體傳感器，分子俘獲功能與電流轉換功能在同一部位進行，有利于化學傳感器的微型化。

按檢測對象，化學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體，有時在其中加入微量貴金屬作增敏劑，增加對氣體的活化作用。對于電子給予性的還原性氣體如氫、一氧化碳、烴等，用N型半導體，對接受電子性的氧化性氣體如氧，用P型半導體。將半導體以膜狀固定于絕緣基片或多孔燒結體上做成傳感元件。氣體傳感器又分為半導體氣體傳感器、固體電解質氣體傳感器、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，又分為電解質式、高分子式、陶瓷式和半導體式濕度傳感器。

　　離子傳感器是對離子具有選擇響應的離子選擇性電極。它基于對離子選擇性響應的膜產生的膜電位。離子傳感器的感應膜有玻璃膜、溶有活性物質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）。

　　生物傳感器是對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。生物傳感器的優點是對生物物質具有分子結構的選擇功能（見生物傳感器）。

　　化學傳感器在礦產資源的探測、氣象觀測和遙測、工業自動化、醫學上遠距離診斷和實時監測、農業上生鮮保存和魚群探測、防盜、**報警和節能等各方面都有重要的應用。