第二章_电化学传感器.

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(优质)电化学传感器PPT课件

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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、负极间 流动。测量该电流即可确定气体浓度。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。
二、分类
电化学传感器的分类方法很多,按照其输出 信号的不同可以分为电位型传感器、电流型传 感器和电导型传感器。而按照电化学传感器所 检测的物质不同,电化学传感器主要可以分为 离子传感器、气体传感器和生物传感器。
三、原理
电位型传感器是将溶解于电解质溶液中的 被测物质作用于电极而产生的电动势作为传感 器的输出,从而实现对被测物质的检测;电流 型传感器是在保持电极和电解质溶液的界面为 一恒定的电位时,将被测物直接氧化或还原, 并将流过外电路的电流作为传感器的输出,从 而实现对被测物质的检测;电导型传感器是将 被测物氧化或还原后电解质溶液电导的变化作 为传感器的输出从而实现被侧物质的检测。
D. 过滤器:有时候传感器前方会安装洗涤式过滤器以滤 除不需要的气体。过滤器的选择范围有限,每种过滤器 均有不同的效率度数。多数常用的滤材是活性炭。活性 炭可以滤除多数化学物质,但不能滤除一氧化碳。通过 选择正确的滤材,电化学传感器对其目标气体可以具有 更高的选择性。
4.2 应用实例
CO气体传感器与报警器配套使用,是报警器中的核心检 测元件,它是以定电位电解为基本原理。当CO扩散到气 体传感器时,其输出端产生电流输出,提供给报警器中 的采样电路,起着将化学能转化为电能的作用。当气体 浓度发生变化时,气体传感器的输出电流也随之成正比 变化,经报警器的中间电路转换放大输出,以驱动不同 的执行装置,完成声、光和电等检测与报警功能,与相 应的控制装置一同构成了环境检测或监测报警系统。 当CO通过外壳上的气孔经透气膜扩散到工作电极表 面上时,在工作电极的催化作用下,一氧化碳气体在工 作电极上发生氧化。其化学反应式为:

电化学传感器工作原理

电化学传感器工作原理

电化学传感器工作原理
电化学传感器是一种基于电化学原理的传感器,用于检测和测量化学物质的浓度和特性。

其工作原理基于电化学反应,在传感器的工作电极上发生的化学反应可产生电流或电势变化,根据这些变化来推断目标化学物质的浓度或特性。

电化学传感器一般由一个工作电极和一个参比电极组成。

工作电极是与目标化学物质接触的部分,其中的化学反应与目标物质有关。

参比电极是一个稳定的电极,用于提供一个已知的电势作为参考。

在工作过程中,目标化学物质进入工作电极与传感器上的活性物质发生反应。

反应产生的电流或电势变化与目标物质的浓度成正比。

这些电化学反应可以是氧化还原反应、离子迁移反应等。

电化学传感器一般通过对电流或电势的测量来确定目标化学物质的浓度。

测量电流时,传感器的工作电极与参比电极之间会建立一个电势差,电流的大小与该电势差成正比。

测量电势时,传感器会测量工作电极与参比电极之间的电势差,该电势差与目标化学物质的浓度成正比。

为了提高电化学传感器的灵敏度和选择性,可以采用不同的传感器设计和材料。

常见的电化学传感器包括氧气传感器、 pH
传感器、离子传感器等。

这些传感器在不同的应用中起着重要的作用,如环境监测、医疗诊断、工业过程控制等。

总之,电化学传感器通过测量电流或电势的变化来检测和测量目标化学物质的浓度和特性。

其工作原理基于电化学反应,在工作电极上产生的电流或电势变化与目标物质的浓度成正比。

通过采取不同的传感器设计和材料,可以提高电化学传感器的性能和应用范围。

《电化学传感器》PPT课件

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❖为了缩短传感器的响应时间,一般采用多 孔的透气膜来研制气体扩散电极,此时气 体在催化剂外表液膜中的扩散将代替气体 在透气膜中的扩散而成为电极反响的控制 步骤。尽管液膜很薄,但由于气体在液相 中的扩散速度较慢,液膜便成为缩短传感 器响应时间的主要障碍。对于电流型气体 传感器这是无法抑制的缺点。目前90%该 类型传感器的响应时间在30s以内。
所以,当前传感器开发研究的重要之 一就是开发具有识别分子功能的优良 材料。
❖ 化学传感器依据其原理可分为:
(1)电化学式,(2)光学式,(3)热学式,(4) 质量式。
❖ 电化学传感器是化学传感器的一种。
电化学传感器分为电位型、电流型和 电导型三类。
§7.1 电位型传感器
❖电位型传感器通过测定电极平衡电位的值来确 定物质的浓度。
❖如将离子选择性电极与甘汞电极组成电池, 那么电池电动势为:
❖根据7-3式,只要配制一系列浓度的标准溶 液,并以测得的电动势E值与相应的浓度 〔对数〕值绘制校正曲线,即可按一样步骤 求得未知溶液中待测离子的浓度。
❖ 对于电位-PH计,只是把所有过程完成后, 直接显示酸度。
❖电流型电化学气体传感器有许多种已经商 品化,用于检测20余种气体。例如,煤矿 瓦斯、酒精、锅炉尾气〔排放是否达标、 燃烧是否充分〕等等。
2.控制电位电解型(电流型)气体传感器的工作 原理
〔1〕通过测定一定电位下的电流,间接测定 电解质溶液中待测气体的溶解浓度
〔2〕待测气体在一定条件下在这种电解质溶 液中的溶解度与其分压相关,从而得到这种 气体的浓度〔分压〕。
灵敏度是电化学传感器的一个重要的特性指 标,一些特殊行业如室内空气监测,海关 检查走私、违禁物品(药品,炸弹或其他易 燃易爆品)时,要求能检测10-9~10-12数 量级,甚至更低的物质浓度。电化学传感 器的灵敏度受许多因素的影响:

食品安全检测中的传感器技术研究

食品安全检测中的传感器技术研究

食品安全检测中的传感器技术研究食品安全一直是人们关注的重要问题之一。

食品安全检测是确保食品质量和消费者健康的关键环节之一。

传感器技术在食品安全检测中起着重要作用。

本文将从不同类别的传感器技术在食品安全检测中的应用进行详细探讨。

第一章:光学传感器技术在食品安全检测中的应用光学传感器是一种利用光学原理进行测量和分析的技术。

在食品安全检测中,光学传感器广泛用于检测食品中的有害物质、微生物和营养成分等。

1.1 有害物质检测光学传感器能够通过检测食品中的有害物质如农药残留、重金属和有害添加剂来保证食品的安全。

通过利用特定的生物感受器和光学信号转换技术,光学传感器可以实现对这些有害物质的高灵敏度和快速检测。

1.2 微生物检测食品中的微生物污染是造成食品安全问题的主要原因之一。

光学传感器可利用生物感受器与微生物的特定识别分子相结合,实现对食品中微生物的快速检测。

此外,光学传感器还能够对微生物的生长状况进行监测,提供实时的微生物污染情况。

1.3 营养成分检测食品的营养成分是人们选择食品的重要指标之一。

光学传感器可以利用光学光谱技术对食品中的营养成分进行非破坏性检测,例如测量食品中的蛋白质、脂肪和碳水化合物含量。

第二章:电化学传感器技术在食品安全检测中的应用电化学传感器是利用电化学原理进行分析和测量的技术。

在食品安全检测中,电化学传感器常用于检测食品中的离子、有机物和重金属等。

2.1 离子检测食品中的离子含量直接影响着食品的品质和安全。

电化学传感器通过测量食品中的离子浓度,可以实现对食品质量的准确判断。

例如,钠、钙、铁等离子对食品的品质和加工过程有重要影响,电化学传感器可实现对这些离子的快速分析。

2.2 有机物检测食品中的有机物如农药、防腐剂和食品添加剂等可能对人体健康产生潜在危害。

电化学传感器通过测量食品中有机物的浓度,可以实现对食品中有害物质的快速检测和定量分析。

2.3 重金属检测食品中的重金属如铅、汞等对人体健康具有潜在危险。

电化学传感器的设计与研发

电化学传感器的设计与研发

电化学传感器的设计与研发第一章:绪论电化学传感器作为一种先进的传感技术,已经被广泛应用于医疗、环境监测、工业生产等领域。

借助于电化学传感器,我们可以非常准确地获取各种物质的浓度信息,从而实现对各种过程的精确控制。

本文旨在介绍电化学传感器的设计与研发,以便读者可以更好地了解电化学传感器的原理和应用。

第二章:电化学传感器的基本原理电化学传感器是一种基于电化学反应原理的传感技术。

在一个电极表面,当存在特定的物质时,该物质会和电极表面的物质发生反应,从而改变电极表面的电位。

我们可以通过量化这种电势变化,来推测出物质的浓度信息。

电化学传感器通常由电极、电解质、电极测量系统、操作程序和数据处理系统等组成。

其中,电极是电化学传感器的核心部分,它通过感应物质的电化学反应以及导电性改变,来实现对物质浓度的监测。

电解质则是传导电子的媒介,通过电解质来控制反应的速率和电子传导的方向,实现对电位变化的控制。

第三章:电极的制备和优化电极是电化学传感器的核心,电极的制备和优化直接决定了传感器的灵敏度和稳定性。

电极的制备通常需要遵循以下原则。

首先,选择优质的材料。

不同的电极材料对于不同的物质具有不同的响应特性。

例如,银电极适合检测硝酸盐,而金电极则适合检测钙离子。

因此,要根据具体的需求选择合适的电极材料。

其次,进行电极表面的修饰。

电极表面的微观结构决定了电极表面化学性质和功能。

例如,将电极表面修饰为纳米结构可以增加电极表面积和反应活性,提高传感器的灵敏度和响应速度。

最后,进行电极的优化。

优化电极的性能是提升电化学传感器的灵敏度和稳定性的关键。

优化电极的参数包括电极形状、电极尺寸、电极材料和电极表面的修饰等。

第四章:电解质的选择和优化电解质是电化学传感器的一个重要组成部分,它主要用于传导电子和控制电位变化的速率。

不同的电解质对于不同的物质具有不同的响应特性。

因此,在选择电解质时,需要考虑以下几个因素。

首先,要考虑电解质的离子特性。

电化学传感器研究及其应用

电化学传感器研究及其应用

电化学传感器研究及其应用第一章电化学传感器的概述电化学传感器是利用电化学反应和电化学原理来实现信号转换的一种传感器。

它具有响应速度快、准确度高、灵敏度高、使用成本低、对环境影响小等优点,在环境监测、医学诊断、食品安全检测、化学分析等领域得到广泛应用。

电化学传感器的工作原理基于电化学反应,它通过依靠一些电化学现象,例如氧化-还原,电解、电化学纯化等,来检测所要测量物质中的分子或离子的浓度或活性。

电化学传感器可以被分为两种主要类型,即电位型传感器和电流型传感器。

第二章电位型传感器电位型传感器根据测量电极与参考电极的电势差来测量所要测量物质的浓度。

这种传感器的主要特点是响应时间快、灵敏度高、可重复性好。

电位型传感器主要应用于研究锂离子电池、生化传感器等领域。

电位型传感器的制作主要分为两种方法,分别是直接观察电极电势差(如温度计)和计算由电极电势差导致的化学反应的热力学参数(如电化学系统)。

第三章电流型传感器电流型传感器是一种通过测量电极所产生的电流信号,并与所要测量物质的浓度或活性有一定相关性的传感器。

这种传感器主要特点是对测量信号的线性响应区范围广、灵敏度高、可选择检测电极材料性质等。

电流型传感器存在诸多类型,包括离子选择性电极、氧气电极、氯离子电极、 pH 电极等多种传感器类型。

第四章电化学传感器应用电化学传感器是一种可以用来监测自然界中物质和化学分子的专业性工具。

从多方面来看,它在科学、环境等领域的应用十分广泛,相应地,在生产实践中也有很大作用。

1. 化学分析领域:电化学传感器可用于药物分析、物质浓度测量、生物分子的定量检测,以及分析化学中的半导体材料等等领域。

2. 环境监测领域:电化学传感器可用于检测有害气体、汽车尾气、污水等的排放,也可以用于空气、水和土壤的定量分析等。

它对于多个行业的环保和空气质量监测中起到了关键作用。

3. 医学领域:电化学传感器不仅可以检出血脂含量、血糖含量等生化物质,还可以用来诊断微量营养成分、皮肤病以及有毒物质的存在等。

电化学与化学传感器

电化学与化学传感器



一般公认电化学起源于1791年Galvanil.(伽伐尼)发现金 属能使蛙腿肌肉抽搐的“动物电”,(电流汁 Galvanometer为表彰他而命名的)。 伏特(Volts A)认为此“生物电”是由两种金属经青蛙 肌肉(导线)接触而形成的,据此,他于1799年发明了没 有盐桥的原电池。 英国人戴维(Davy J.)于1807年用此电池制得钾。

除二元金属氢化物 ( 如 NaH )外,化合物中H原子
的氧化值均为+1。例: H2SO4 中的H原子。 电中性化合物各元素氧化值的代数和等于零;多 原子离子中各元素氧化值的代数和等于该离子所 带电荷数。
Fe3O4中Fe的氧化数是? BaH2 ,K2S2O8,S4O62-, CH4、C2H4、C2H2中C的氧化 数?
为零。

单原子离子的氧化值等于离子所带的电荷。 例:Al3+离子的氧化值为+3, 表示为 Al(+3)。 除过氧化物 ( 如H2O2)、超氧化物 ( 如KO2) 和含 有 F-O 键的化合物 ( 如OF2) 外,化合物中O 原子 的氧化值均为-2。例:H2O 中的 O 原子。


卤化物中卤素原子的氧化值为 -1。例:NaCl
电化学与化学传感器
Electrochemistry & Chemical
sensor
内容提要

电化学基本概念 电化学测量基础 电极电势与电池电势 离子传感器 自学
气体传感器 光纤化学传感器 压电化学传感器
BME


内涵:自然科学+工程技术理论、方法。
目标:防病治病,提高生命质量。
医用元器件

新型医学仪器、设备的研究

电化学传感器的原理和应用

电化学传感器的原理和应用

电化学传感器的原理和应用电化学传感器(Electrochemical Sensor)是利用化学反应过程中的电荷转移现象,通过检测被分析物质的电化学信号来实现对被测物质的检测和分析。

它具有精度高、响应迅速、体积小、便携、易操作等优点,已经被广泛应用于生命科学、医疗、环境监测、工业制造等领域。

电化学传感器的原理电化学传感器的原理是利用电化学反应过程中的电荷转移现象,将反应过程产生的电流或电势信号与物质的浓度相关联,通过检测这些电学信号来实现对被测物质的检测和分析。

电化学传感器的核心部件是电极,一般包括工作电极(Working Electrode)、参比电极(Reference Electrode)、计量电极(Counter Electrode)等组成。

以电化学传感器检测氧气为例,电极系统包括工作电极(银或铂)、参比电极(银-氯化银参比电极)和计量电极(银-银氯化镉电极),整个系统通过电解质联系在一起,构成了一个电池。

当氧气分子进入电极表面时,会发生氧气在工作电极上的反应,反应产生的电流信号可用于监测氧气浓度。

电化学传感器的应用电化学传感器在生命科学、医疗、环境监测、工业制造等领域被广泛应用。

1. 生命科学与医疗电化学传感器在生命科学和医疗领域中得到广泛的应用,例如通过检测人体腋下的气味,诊断患者是否患有癌症;通过检测脑部组织中的化学物质来实现对脑功能的研究和分析。

2. 环境监测电化学传感器在环境监测中可以检测环境中的各种污染物,如:氧气、二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、有机物等。

例如,通过电化学传感器检测环境中的一氧化碳浓度可以监测交通道路上的污染程度。

3. 工业制造电化学传感器在工业制造领域中被广泛应用,例如腐蚀监测、防腐涂料的检测、气体检测等。

在安全工程上,人们可以通过电化学传感器检测工作场所中的有毒气体,保证员工安全。

总之,电化学传感器的应用领域广泛,除了上述领域外还包括:食品安全监测、土壤分析、汽车尾气检测、冶金工业、燃料电池等领域。

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电路检测的氧气还原电流正比氧气的浓度。
Clark电极被广泛应用于水质处理、水文监 测、污水处理、游泳池、鱼塘和化肥、化工、
生物等领域的含氧量监测,测定水中溶解氧
以研究光合、呼吸作用等。 优点:稳定性好,膜不易损坏、抗污染 。 缺点:传感器的响应时间较长(气体扩散到 电极表面的速度很慢,气体在液膜中的扩散 为整个电极过程的控制步骤 ),响应信号低, 温度系数大。
三、离子传感器的响应机理
溶液中的离子与敏感膜上 的离子之间发生交换作用
敏感膜内外 产生电位差 敏感膜内外 离子活度差
膜电位M
2.303 RT lg 阳离子 nF
2.303 RT lg 阴离子 nF
对于阳离子: M K
对于阴离子: M K-
四、离子选择性场效应晶体管型离子传感器
线性响应浓度范围 c/(molL-1)
510-7~110-1 510-5~110-1 510-6~110-1 110-7~110-1 110-6~110-2 110-7~110-1 510-7~110-1 510-7~110-1 510-7~110-1 OH-
主要干扰离子
复合电极的 外参比电极
复合电极:它与外参比电极组 合成一个测量电池,测量时免 去了常用分开的参比电极,结 构更加紧凑。
2、非晶体膜传感器
膜是由一种含有离子型物质或不带电荷的 支撑体组成,这种支撑体是多孔性的膜或无孔
的膜。膜电位是由于膜相中存在着离子交换而
引起的。分为硬质和流动载体传感器。 硬质传感器的膜由具有离子交换功能的玻 璃熔融烧制而成,又称为玻璃电极。玻璃敏感 膜的组成一般为Na2O、SiO2、CaO和A12O3等,
一、离子传感器的基本结构
玻璃 电极
离子接触型
全固态型
硫化银膜电极
将离子选择性电极与参比电极组成一个原
电池,在零电流条件下测量原电池电动势,通 过能斯特方程计算溶液中待测离子的活度。
二、离子传感器的分类
根据膜电极响应机理,膜的结构、组分对离子 传感器分类:
晶体膜传感器
均相膜传感器
非均相膜传感器
基本传感器
非均相膜:除了晶体敏感物外,还加入了
高混合惰性载体,如聚氯乙烯、硅橡胶、石 蜡等,以改善膜传感性能。
晶体膜传感器的品种和性能
传感器
F- Cl- Br- I- CN- Ag+, S2- Cu2+ Pb2+ Cd2+
膜材料
LaF3+Eu2+ AgCl+Ag2S AgBr+Ag2S AgI+Ag2S AgI Ag2S CuS+Ag2S PbS+Ag2S CdS+Ag2S
寿命长;
② 构造简单,体积小,便于批量制作,成 本低,便于微型化; ③ 适应温度范围宽; ④ 输出阻杭低,与检测器的连接线甚至不
用屏蔽,不受外来电场干扰,测试电路简化;
⑤ 可在同一硅片上集成多种传感器,对样 品中不同成分同时进行测气体传感器:能感知环境中某种气体及 其浓度的一种装置或器件,它能将气体种类 和浓度有关的信息转换成可测量的信号。 电子鼻是一种20世纪90年代发展起来的 新颖的分析、识别和检测复杂嗅味及大多数
和敏感膜四部分组成。
三种常见结构:带内参比溶液电极,无内参 比溶液电极,复合电极。
带内参比溶液电极: 内参比电极一般是 Ag|AgCl电极,内参比 溶液一般由电极种类 所决定,如氟电极, 一般用3.0mmol/L NaF
无内参比溶液电极:是一种全固 态电极,内参比电极一般使用一 根导体银丝直接与固态膜焊接, 固态压片膜的一个表面加一层银 粉,再将银丝焊接上去。
挥发性成份的仪器,是由一定选择性的传感
器阵列和适当的图像识别装置组成的仪器, 能够识别单一的或复合的气味;是模拟动物 嗅觉器官开发出一种高科技产品。
气体传感器有电化学型、光学型、半导 体型、热导型、表面声波型等种类。 电化学气体传感器优点:能满足一般检测 所需要的灵敏度和准确性,体积小、操作简
单、携带方便、可用于现场监测,价格低廉。
成可测量的电信号。
选 择 性 敏 感 膜 器



化学信息 能
被分析物
电信号
仪 表
1、电位型传感器工作原理 离子选择性膜中 的离子与溶液中的离 子发生交换反应,在 两个界面处形成两个 液接电位。 膜电位与溶液中待测离子活度(或浓度) 的对数值呈线性关系 。 电位型传感器中,研究最多的是离子传感 器,或称离子选择性电极。
常用流动载体传感器
传感器
Ca2+
活性物质
二(正辛基苯基)磷 酸钙 溶于苯基磷酸二辛酯 缬氨霉素 二癸基磷酸钙溶于癸 醇 四(十二烷基)硝酸 铵 邻二氮杂菲铁(II)配合 物 三庚基十二烷基氟硼 酸铵
线性响应浓度 范围 c/(molL-1)
主要干扰离子
110-5~110-1 Zn2+, Mn2+,Cu2+
非晶体膜传感器
硬质传感器 (玻璃电极) 带正电荷载体 流动载体传感器 带负电荷载体 带中性载体
场效应半导体传感器
敏化传感器
气敏传感器 生物敏传感器
1、晶体膜传感器
敏感膜是由难溶盐经过加压或拉制,制 成单晶、多晶或混晶的活性膜。分为均相和 非均相晶体膜两类。 均相膜:由一种纯固体材料单晶或单种化 合物或集中化合物均匀混合压片制成的膜。
现象、进一步提高选择性。 (3) 电活性物质在电解液中的溶解。物质穿过气 液界面的速度和气体在电解液中的溶解速度决 定传感器的响应灵敏度和响应时间。
(4) 电活性物质在电极表面吸附。
(5) 扩散控制下的电化学反应。 当被测气体为CO,对电极为空气电极时: 工作电极: CO+H2OCO2+2H++2e 对电极: 1/2 O2+2H++2e H2O
位达到平衡的时间长短;
电流型传感器的响应时间在很大程度上
取决于反应电阻和界面电容的时间常数。
4、背景电流和仪器噪声 背景电流与仪器噪声影响传感器灵敏度。 背景电流产生原因:电解液或电极上的 杂质;电极的腐蚀;反应物或对电极上的
反应产物的扩散。
第二节
离子传感器
离子传感器又称离子选择性电极,它是
由敏感膜、内导体系、电极控件等部件组成, 它能与溶液中某种特定的离子产生选择性的 响应。 响应是指离子选择性电极敏感膜在溶液 中与特定离子接触后产生的膜电位值随溶液 中该离子的浓度变化而变化。
液中的其他杂质不能透过,这样可以有效地防
止电极被待测溶液中某些组分污染而中毒。
绝缘材料
Ag/AgCl参比电极
电解质溶液
透氧膜
双层膜:透气膜(将电极、电解液与待测溶液分 开);液膜(在透气膜与电极之间很薄的由电解液 形成的,约5~15m)。透气膜多为聚四氟乙烯膜。
氧气进入膜后在电极表面迅速还原,外
二、电化学传感器工作原理 电化学传感器:由一个或多个能产生与被
测组分某种化学性质相关电信号的敏感元件所
构成的传感器。 根据检测对象的不同可以分为:离子传感
器、气体传感器、生物传感器 根据工作方式的不同,可以分为电位型
传感器、电流型传感器、电导型传感器
电化学传感器总工作原理:将被测物与敏
感材料之间相互作用产生的化学信息转换
选择性,因此应用较少。
三、电化学传感器的性能指标 电化学传感器的性能指标:灵敏度、选
择性、响应时间、准确性、测量范围、温度
系数、背景电流和仪器噪声、稳定性、使用 寿命等。 各性能指标与敏感元件的本性、电极材
料、制备工艺、信号收集与处理系统的性能
等因素有关。
1、灵敏度 影响灵敏度的因素: (1) 待测物在检测系统中的传质速度;
2、CO气体传感器
工作原理:待测物的浓度(压力)与所产
生的电流信号成线性关系。
CO传感器工作过程:
(1) 被测气体进入传感器的气室。自由扩散或机
械泵入。气体先经过滤器:保护传感器(滤掉 被测气体中的颗粒),提高选择性(滤掉电活 性干扰物)。 (2) 反应物从气室到达多孔膜,并向电极一电解
液界面扩散。多孔膜作用:防止传感器的漏液
电化学气体传感器按照工作原理分为电位 型气体传感器、电流型气体传感器(又称控 制电位电解型气体传感器)等 。
一、电流型电化学气体传感器 1、Clark电极(溶解氧电极) Clark电极是一种测定溶解在液体中的氧的
电流型电极,最早由Clark在1956年发明。
Clark电极是一种封闭式电极,它用一疏 水透气膜将电解池体系与待测体系分开。待测 的氧可以通过透气膜扩散到电极内,而待测溶
根据其组分和含量的不同,玻璃电极可以响应
不同的离子。
流动载体传感器:敏感膜是由某种有机液体 离子交换剂制成,由电活性物质(载体)、
溶剂(增塑剂)、基体(微孔支持体)组成。
l :内充溶液
2 :Ag-AgCl内参比电极
3 :液体离子交换剂 4 : 浸有液体离子交换剂的 多孔性膜 液体离子交换剂与被测离子结合,能在膜中迁移, 溶液中反号离子被排斥在膜之外,引起相界面电荷分 布不均匀,形成界面电势差。
溶液和参比溶液之间膜电位的大小,膜电位
要迅速达到平衡,只对所研究的离子有响应 并随浓度线性变化; 对电流型传感器,工作时的电极电势和电 催化剂的选择直接影响传感器的选择性。 选择合适的电解液和操作方法、加过滤 器或选择渗透膜可提高传感器的选择性。
3、响应时间 对电位型传感器,响应时间取决于膜电
(7) 产物离开电极表面的扩散。
(8) 产物的排除。净化传感器内部空间。如果 产物极易溶于电解液,将使传感器内部成分 改变,传感器的信号响应则改变。CO传感器 用酸性电解液。 影响传感器的响应特性的因数:进样速度、 工作电极成分、电解液的类型与用量、膜的孔
积率和渗透力、工作电极的电位等。
第二章 电化学传感器
第一节 电化学传感器概述
一、传感器基本概念 传感器:能感受(或响应)一种信息并变换 成可测量信号的器件。
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