电化学传感器
⑴ 电化学传感器和eto传感器的区别
电化学传感器通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化学传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成,并由一个薄电解层隔开。
气体首先通过微小的毛管型开孔与传感器发生反应,然后是疏水屏障层,最终到达电极表面。采用这种方法可以允许适量气体与传感电极发生反应,以形成充分的电信号,同时防止电解质漏出传感器。
穿过屏障扩散的气体与传感电极发生反应,传感电极可以采用氧化机理或还原机理。这些反应由针对被测气体而设计的电极材料进行催化。
通过电极间连接的电阻器,与被测气浓度成正比的电流会在正极与负极间流动。测量该电流即可确定气体浓度。由于该过程中会产生电流,电化学传感器又常被称为电流气体传感器或微型燃料电池。
在实际中,由于电极表面连续发生电化发应,传感电极电势并不能保持恒定,在经过一段较长时间后,它会导致传感器性能退化。为改善传感器性能,人们引入了参考电极。
参考电极安装在电解质中,与传感电极邻近。固定的稳定恒电势作用于传感电极。参考电极可以保持传感电极上的这种固定电压值。参考电极间没有电流流动。气体分子与传感电极发生反应,同时测量反电极,测量结果通常与气体浓度直接相关。施加于传感电极的电压值可以使传感器针对目标气体。http://www.big-bit.com/
⑵ 三电极电化学传感器
以U1A放大器为核心组成恒电位仪电路,以U1B为核心组成IV电路。由于虚短,所以V6电平为GND,流过R6的电流同样流过R5、R3\\RT1,电流流过电阻,所以形成电压。输出电压=I*(R5+R3\\RT1),电压正负取决于电流方向,放大倍数了然。建议你可以用仿真软件仿真,更加清晰直观。
⑶ 电化学传感器的原理及应用
基本原理
化学传感器主要由两部分组成:识别系统;传导或转换系统。
识别系统反待测物的某一化学参数(常常是浓度)与传导系统连结起来。它主要具有两种功能:选择性地与待测物发生作用,反所测得的化学参数转化成传导系统可以产生响应的信号。分子识别系统是决定整个化学传感器的关键因素。因此,化学传感器研究的主要问题**是分子识别系统的选择以及如何反分子识别系统与合适的传导系统相连续。化学传感器的传导系统接受识别系统响应信号,并通过电极、光纤或质量敏感元件将响应信号以电压、电流或光强度等的变化形式,传送到电子系统进行放大或进行转换输出,终使识别系统的响应信号转变为人们所能用作分析的信号,检测出样品中待测物的量。
化学传感器在环境与卫生监测中的应用
(一)空气检验
1、湿度传感器 湿度是空气环境的一个重要指标,空气的湿度与人体蒸发热之间有着密切关系,高温高湿时,由于人体水分蒸发困难而感到闷热,低温高湿时,人体散热过程剧烈,容易引起感冒和冻伤。人体**适宜的气温是18~22℃,相对湿度为35%~65%RH。 在环境与卫生监测中,常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。近年来,大量文献报道用传感器测定空气湿度。
2、氧化氮传感器 氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称,常以NOX表示。在氧化氮中,不同形式的氧化氮化学稳定性不同,空气中常风的是化学性质相对稳定的一氧化氮,它们在卫生学上的意义显得较其它形式氧化氮更为重要。在环境分析中,氧化氮一般指一氧化氮
3、硫化氢气体传感器 硫化氢是一种无色、具有特殊腐蛋臭味的可燃气体,具有刺激性和窒息性,对人体有较大危害。目前大多用比色法和气相色谱法测定空气中硫化
4、二氧化硫传感器 二氧化硫是污染空气的主要物质之一,检测空气中二氧化硫尝试是空气检验的一项经常性工作。应用传感器监测二氧化硫。从缩短检测时间到降低检出限,都显示出极大的优越性。
⑷ 电化学气体传感器和红外气体传感器的区别
红外传感器的应用很广,在检测很多种的气体中都使用到它,而且它的可靠性很高,选择性很好,精度也高,没有毒,受到环境的干扰较小,寿命比较长,对氧气不依赖等等的优点。
气体通过多孔膜背面扩散入传感器的工作电极,在此气体被氧化或还原,这种电化学反应引起流经外部线路的电流。除测量外,还要放大和进行其它信号加工;外线路维持经过传感器的电压和一个二电极反向参考传感器的电压。在反向电极产生一相反的反应。这样,如工作电极是氧化,则相反电极就是还原。
⑸ 电化学传感器工作原理,如图
湿度传感器 湿度是空气环境的一个重要指标,空气的湿度与人体蒸发热之间有着密切关系,高温高湿时,由于人体水分蒸发困难而感到闷热,低温高湿时,人体散热过程剧烈,容易引起感冒和冻伤。人体最适宜的气温是18~22℃,相对湿度为35%~65%RH。 在环境与卫生监测中,常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。近年来,大量文献报道用传感器测定空气湿度。用于测定相对湿度的涂覆压电石英晶体用传感器,通过光刻和化学蚀刻技术制成小型石英夺电晶体,在AT 切割的10MHZ石英晶体上涂有4种物质,对湿度具有较高的质量敏感性.该晶体是振荡电路中的共振器,其频率随质量变化,选择适当涂层,该传感器可用于测定不同气体的相对湿度.该传感器的灵敏度、响应线性、响应时间、选择性、滞后现象和使用寿命等取决于涂层化学物质的性质。
2、氧化氮传感器 氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称,常以NOX表示。在氧化氮中,不同形式的氧化氮化学稳定性不同,空气中常风的是化学性质相对稳定的一氧化氮和二氧化氮,它们在卫生学上的意义显得较其它形式氧化氮更为重要。在环境分析中,氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。 我国监测氧化氮的标准方法是盐酸萘乙二胺比色法,方法灵敏度为0.25ug/5ml,方法转换系数受吸收液组成、二氧化氮浓度、采气速度、吸收管结构、共存离子及温度等多种因素的影响,目前未完全统一。传感器测定是近年发展起来的新方法。 文献报道,用交指型栅极电极场效应晶体管的微电子集成电路与化学活性电子束蒸镀酞花青铜薄膜相结合,获得了新型气体敏感微传感器,可选择性检测mg/m3 级二氧化氮和二惜内基甲基膦酸盐(DIMP)。
⑹ 电化学气体传感器是什么原理是什么
电化学气体传感器(Electrochemical gas sensor)是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流,得出对象气体浓度的探测器。 词条介绍了这种传感器的发展历史,构造,操作理论和横向灵敏度等。
构造
传感器有二或三个和电解液接触的电极,偶也尔有四个电极。典型电极由大表面积贵金属和多孔厌水膜组成。电极和电解液和周围空气接触,并由多孔膜监测。一般用矿物酸作电解液。但有些传感器也用有机电解液。电极一般放在有气体进孔和电接触的塑料盒内。
运作理论
气体通过多孔膜背面扩散入传感器的工作电极,在此气体被氧化或还原,这种电化学反应引起流经外部线路的电流。除测量外,还要放大和进行其它信号加工;外线路维持经过传感器的电压和一个二电极反向参考传感器的电压。在反向电极产生一相反的反应。这样,如工作电极是氧化,则相反电极就是还原。
扩散控制反应
电流大小由研究对象气体在工作电极处氧化多少所控制。传感器是经过设计的,因此,气体供应受扩散限制,而传感器是正比于气体浓度的线性输出。线性输出是电化学传感器比其它技术传感器(即红外)的优点之一。其它的传感器要在输出前线性化。线性输出允许较精确地测量低浓度,并校正简单(只需校正底线和一个点)。
控制扩散提供另一优点。改表扩散势垒可制造适合特别对象的气体浓度范围。再有,扩散势垒是主要的机械部份,电化学传感器一经校正后,随时间较稳定。因此,以电化学传感器为基的仪器比一些其它技术的探测器要求较少维护。原则上,灵敏度基于气体通入传感器通路的扩散性质可以计算。虽然测量扩散性质的实验误差使计算较用气体校正的精度较小。
横向零敏度
对一些气体,如环氧乙烷的横向灵敏度可能是个问题,因为乙烷要求一个活性好的工作电极催化和氧化的高电势。因此,较易氧化气体,如酒和一氧化碳。也有类似的问题。横向灵敏度问题可通过使用化学过滤消除。例如。过滤器可使对象气体畅通,并反应,但移去普通干扰。
尽管电化学传感器有许多优点,但它并不适合每一种气体。这是由于它的探测机理包括气体的氧化或还原。虽然它可间接探测电化学惰性气体,如这气体和其它样品在传感器内反应并产生回应,但电化学气体传感器一般仅适用于电化学性能活泼的气体。二氧化碳传感器是这种接近的例子(即不能用电化学气体传感器测二氧化碳),它们已商品化几年了。
⑺ 电化学传感器的应用
电化学传感器广泛应用于许多静态与移动应用检测场合。
⑻ 电化学传感器和半导体传感器的区别
电化学传感器是依据气体的电化学氧化和还原的原理制备的,他的原理是与我们的电池几乎相同。比如,我们检测一氧化碳,CO在电解池的阳极被氧化成二氧化碳,而电解电流与CO的浓度有关。
电化学传感器准确而灵敏,但是,由于大量使用贵金属,另外制作工艺复杂,因此价格较高。
电化学传感器属于精密型传感器,电化学传感器通过与目标气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。典型的电化传感器由传感电极(或工作电极)和反电极组成。
注意: 某些传感器要求电极之间存在偏压。传感器稳定需要30分钟至24小时,并需要三周时间来继续保持稳定。
注意: 多数有毒气体传感器需要少量氧气来保持功能正常。传感器背面有一个通气孔以达到该目的。建议在使用非氧气背景气应用场合中与HRBEAST执行复检。
注意: 高湿度及高干旱会影响传感器的使用寿命。瞬间压力变化可能产生一个暂态的传感器输出,也有可能达到误报警状态。
半导体传感器是依据金属氧化物半导体材料,在空气中,在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时,半导体才料的电导率会发生相应的变化,比如:当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时,二氧化锡半导体材料的电导率会升高,电阻下降;而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关,这就是半导体式气体传感器!我们家庭排油烟机下面的电子鼻就是使用的这种传感器。
半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用,但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。
半导体式气体传感器是依据金属氧化物半导体材料,在空气中,在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时,半导体才料的电导率会发生相应的变化,比如:当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时,二氧化锡半导体材料的电导率会升高,电阻下降;而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关,这就是半导体式气体传感器!
半导体传感器属于广谱型传感器,其工作原理是金属氧化物半导体的表面在吸收气体后,电阻发生变化。
注意:虽然半导体(固态)GQB-X SmArt Sensor的预期寿命较长,但与其它类型的传感器相比,它们也更易于受到干扰气体的影响。因此,如果应用场合中出现其它背景气体,固态传感器可能会发出错误警报。
⑼ 影响电化学传感器寿命的几个因素
电化学传感器的预期寿命取决于多少个要素,包含要检测的气体跟传感器的应用情况前提。个别而言,划定的预期寿命为一至三年。在现实中,预期寿命重要取决于传感器应用中所裸露的气体总量以及别的情况前提,如温度、压力跟湿度。
⑽ 电化学传感器
大型的电力电子公司一般都会有传感器研究的,深圳的就有深圳市深安旭传感技术有限公司、奥特讯公司、奥电高压有限公司,科技园里很多的。