化學量感測技術有哪些

❶ 氣體感測器有哪些分類

氣體感測器的分類如下：

一、半導氣體感測器

這種類型的感測器在氣體感測器中約佔60%，根據機理分為電導型和非電導型，電導型中又分為表面型和容積控制型。

二、固體電解質氣體感測器

這種感測器元件為離子對固體電解質隔膜傳導，稱為電化學池，分為陽離子傳導和陰離子傳導，是選擇性強的感測器，研究較多達到實用化的是氧化鋯固體電解質感測器，其機理是利用隔膜兩側兩個電池之間的電位差等於濃差電池的電勢。穩定的氧化鉻固體電解質感測器已成功地應用於鋼水中氧的測定和發動機空燃比成分測量等。

為彌補固體電解質導電的不足，近幾年來在固態電解質上鍍一層氣敏膜，把圍周環境中存在的氣體分子數量和介質中可移動的粒子數量聯系起來。

三、接觸燃燒式氣體感測器

接觸燃燒式感測器適用於可燃性氣H2、CO、CH4的檢測。

四、電化學氣體感測器

電化學方式的氣體感測器常用的有兩種：

1、恆電位電解式感測器

是將被測氣體在特定電場下電離，由流經的電解電流測出氣體濃度，這種感測器靈敏度高，改變電位可選擇的檢洌氣體，對毒性氣體檢測有重要作用。

2、原電池式氣體感測器

在KOH電解質溶液中，Pt—Pb或Ag—Pb電極構成電池，已成功用於檢測O2，其靈敏度高，缺點是透水逸散吸潮，電極易中毒。

五、光學氣體感測器

1、直接吸收式氣體感測器

紅外線氣體感測器是典型的吸收式光學氣體感測器，是根據氣體分別具有各自固有的光譜吸收譜檢測氣體成分，非分散紅外吸收光譜對SO2、CO、CO2、NO等氣體具有較高的靈敏度。

2、光反應氣體感測器

光反應氣體感測器是利用氣體反應產生色變引起光強度吸收等光學特性改變，感測元件是理想的，但是氣體光感變化受到限制，感測器的自由度小。

3、氣體光學特性的新感測器

光導纖維溫度感測器為這種類型，在光纖頂端塗敷觸媒與氣體反應、發熱。溫度改變，導致光纖溫度改變。利用光纖測溫已達到實用化程度，檢測氣體也是成功的。

梅特勒-托利多InPro 6800G/12/220/Ka可精確測量濃度介於0.1％至100％的氧氣濃度，為滿足特定應用的要求，InPro 6800G/12/220/Ka的長度為220 mm，適用於中長長度安裝。它採用了Kalrez?O形圈和316L不銹鋼液接部分，應用范圍廣泛。

❷ 感測器有哪些種類

一、溫度感測器：是指能感受溫度並轉換成可用輸出信號的感測器。溫度感測器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測 量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照感測器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。
溫度感測器是最早開發，應用最廣的一類感測器。溫度感測器的市場份額大大超過了其他的感測器。從17世紀初人們開始 利用溫度進行測量。在半導體技術的支持下，本世紀相繼 開發了半導體熱電偶感測器、PN結溫度感測器和集成溫度感測器。
二、壓力感測器：是工業實踐中最為常用的一種感測器，其廣泛應用於各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智 能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業，下面就簡單介紹一些常用感測器原 理及其應用。另有醫用壓力感測器。
壓力感測器主要應用於增壓缸、增壓器、氣液增壓缸、氣液增壓器、壓力機，壓縮機，空調製冷設備等領域。
三、液位感測器：是一種測量液位的壓力感測器。靜壓投入式液位變送器（液位計）是基於所測液體靜壓與該液體的高度 成比例的原理，採用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感感測器，將靜壓轉換為電信號，再經過溫度補償和 線性修正，轉化成標准電信號。
液位感測器適用於石油化工、冶金、電力、制葯、供排水、環保等系統和行業的各種介質的液位測量。
四、電容式物位感測器：利用被測介質面的變化引起電容變化的一種變介質型電容感測器。具有可靠性高，安裝方便等特 點，可廣泛應用於冶金、采礦、等部門作料位控制，是應用最廣的一種物位感測器。
因為電容量電容量是連續變化的，因此該感測器可以用作連續式物位測量，也可用作物位開關，作為報警或喂料、卸料設 備的輸入信號。
五、超聲波感測器：是利用超聲波的特性研製而成的感測器。超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波，由換能晶片在電 壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲 波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。
超聲波感測技術應用在生產實踐的不同方面，而醫學應用是其最主要的應用之一。硬之城超聲波感測器可以對集裝箱狀態進行探測。超聲波感測器可用於檢測透明物體、液體、任何錶粗糙、光滑、光的密緻材料和不規則物體。超聲波感測器可以應用於食品加工廠，實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波感測器可用於探測液位、探測透明物體和材料，控制張力以及測量距離，主要為包裝、制瓶、物料搬檢驗煤的設備運、塑料加工以及汽車行業等。

❸ 電化學感測器原理

電化學感測器技術及原理應用

發表時間:2006-8-11

基本原理

化學感測器主要由兩部分組成：識別系統；傳導或轉換系統。

識別系統反待測物的某一化學參數（常常是濃度）與傳導系統連結起來。它主要具有兩種功能：選擇性地與待測物發生作用，反所測得的化學參數轉化成傳導系統可以產生響應的信號。分子識別系統是決定整個化學感測器的關鍵因素。因此，化學感測器研究的主要問題就是分子識別系統的選擇以及如何反分子識別系統與合適的傳導系統相連續。化學感測器的傳導系統接受識別系統響應信號，並通過電極、光纖或質量敏感元件將響應信號以電壓、電流或光強度等的變化形式，傳送到電子系統進行放大或進行轉換輸出，最終使識別系統的響應信號轉變為人們所能用作分析的信號，檢測出樣品中待測物的量。

化學感測器在環境與衛生監測中的應用

（一） 空氣檢驗

1、濕度感測器 濕度是空氣環境的一個重要指標，空氣的濕度與人體蒸發熱之間有著密切關系，高溫高濕時，由於人體水分蒸發困難而感到悶熱，低溫高濕時，人體散熱過程劇烈，容易引起感冒和凍傷。人體最適宜的氣溫是18~22℃，相對濕度為35%～65%RH。

在環境與衛生監測中，常用於濕球溫濕度計、手搖濕溫度計和通風濕溫度計等儀器測定空氣濕度。近年來，大量文獻報道用感測器測定空氣濕度。用於測定相對濕度的塗覆壓電石英晶體用感測器,通過光刻和化學蝕刻技術製成小型石英奪電晶體,在AT切割的10MHZ石英晶體上塗有4種物質,對濕度具有較高的質量敏感性.該晶體是振盪電路中的共振器,其頻率隨質量變化,選擇適當塗層,該感測器可用於測定不同氣體的相對濕度.該感測器的靈敏度、響應線性、響應時間、選擇性、滯後現象和使用壽命等孝怪癖於塗層化學物質的性質。1986年，德國ErbenUwe[提出了一種測定濕度用的感測器，並獲得專利。該感測器採用以硅為基體的金屬-絕緣體-半導體（MIS）型結構。在MIS型結構中塗有二氧化硅和敏濕層，敏濕層的材料包含有金屬氧化物、氧化物以及低極性組分的聚合物。敏濕材料的吸水量與每濕材料的相對介電常數的變化有關，該感測器可用准表態和支態兩種方法進行測定，不過前者比後者更為方便省力，在空氣調節系統、建築工地和日常生活環境中都能監測、控制和調節濕度。

我國科技工作者採用最新研製的氧化鉭薄膜濕敏電容，推出一種穩定性好，調節十分方便的通用濕度控制器。這種感測器可用於恆濕箱、計算機房、防濕機等許多場合的空氣濕度監測，是一種性能價格比很高的通用型濕度感測器，有人利用磷酸鹽塗膜的感濕性研製出性能十分可靠的濕度感測器。它的主要電極為不銹鋼線材，直徑0.4~1.0mm，表層塗有磷酸薄膜，在膜上再旋繞一層鍍金絲作為主電極的對置電極，兩電極間僅僅相隔一層20~50um厚的塗膜，距離大大小於一般的濕度感測器，響應速度得到提高，改變磷酸鹽塗膜，又能製成特性不同的多種感濕元件。感測器工作期間，由於磷酸鹽塗膜表面吸附水分而產生的離子在電極間來回運動，致使傳導發生變化，從而顯示感濕性。若對感測器元件加以交流負荷，則可借檢測阻抗的變化測定出空氣濕度。該感測器何種小，可封閉在注射器針關內，利用針尖可插入狹窄的被測處，使用方便，檢測迅速，還可用於露點測定。

現在日本製造銷售濕度感測器及濕度測量控制儀器的公司已超過30家。溫度感測器數量大，品種多，使用的感濕材料有電解質陶瓷和有機高分子膜等，范圍甚廣，大部分檢測精度高，結構簡單，具有超小型化和集成化的特點。

2、氧化氮感測器 氧化氮是氮的各種氧化物所組成的氣體混合物的總稱，常以NOX表示。在氧化氮中，不同形式的氧化氮化學穩定性不同，空氣中常風的是化學性質相對穩定的一氧化氮和二氧化氮，它們在衛生學上的意義顯得較其它形式氧化氮更為重要。在環境分析中，氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。

我國監測氧化氮的標准方法是鹽酸萘乙二胺比色法，方法靈敏度為0.25ug/5ml,方法轉換系數受吸收液組成、二氧化氮濃度、采氣速度、吸收管結構、共存離子及溫度等多種因素的影響，目前沿末完全統一。感測器測定是近年發慌起來的新方法。

文獻報道，用交指型柵極電極場效應晶體管的微電子集成電路與化學活性電子束蒸鍍酞花青銅薄膜相結合，獲得了新型氣體敏感微感測器，可選擇性檢測mg/m3級二氧化氮和二惜內基甲基膦酸鹽（DIMP）。它利用電壓脈沖激發感測器，測量時域和頻域響應，測定的峰形與歸一化差分傅立葉變換頻譜有關，能清晰地區分二氧化氮和DIMP的響應，每個峰面積可以相應地反應出感測器對特定氣體濃度的靈敏度，科技人員研究了工作頻率600MHZ的高頻表面聲波（SAW）氣敏裝置。該裝置包括三個分離的SAW延遲線，它們是振盪電路的頻率測定元件，在其表面塗了一層有機膜，作為氣體吸附劑，該膜為1~15nm厚酞花青鉛膜或由可溶酞花青鐵衍生物組成的LB(Langmuir-Blodgett)膜。在吸附過程中，薄膜質量增加，引起表面波速的降低，隨即引起振盪頻率的降低，達到測定二氧化氮濃度的目的。

錫在高於熔點的溫度下沉積，而鎘在室溫下沉積，利用加熱蒸鍍新方法可製得摻有1%~6%鎘的二氧化錫薄膜。在520℃下緩慢氧化該膜，便形成了二氧化錫和氧化鎘的多晶體，薄膜表面對低濃度氧化氮和二氧化氮有吸附。在300℃條件下，該膜對10g/m3的一氧化氮和二氧化氮具有最高靈敏度，按電導率相對變化百分比計，其值分別為10000%和400%，相同條件下，對空氣中0.01%的一氧化碳、甲烷、丁烷和氫氣的靈敏度都在300%以下，這種基於摻鎘二氧化錫薄膜組成的感測器，對氧化氮和二氧化氮的測定不僅靈敏度高，而且具有很好的選擇性。半導體本花青膜的電導率對電子受體氣體具有極佳的靈敏度，這一特點給人們提供了製造廉價、低能耗、體積小的二氧化氮感測器系統的理論基礎。但是，這種膜用於感測器也有一缺點，如響應慢，在潮濕條件下，響應呈可逆地降低等。為此，WilsonA等人研製了一種微處理控制感測系統。該系統通過控製取樣和感測器操作條件，獲得可再現的動力學過程，從而把上述缺點帶來的影響降低到了最低點。

3、硫化氫氣體感測器 硫化氫是一種無色、具有特殊腐蛋臭味的可燃氣體，具有刺激性和窒息性，對人體有較大危害。目前大多用比色法和氣相色譜法測定空氣中硫化氫。

對含量常常低至mg/m3級的空氣污染物進行測定是氣體感測器的一項主要應用，但在短時期內半導體氣體感測器還不能滿足監測某些污染氣體靈敏度和選擇性要求。他提出利用摻銀薄膜感測器監測實驗室和城市空氣中的硫化氫。該感測器陣列由四個感測器構成，通過基於庫化滴定的通用分析裝置和半導體氣體感測器陣列的信號，同時記錄二氧化硫和硫化氫濃度，實踐表明，在150℃下以恆溫方式盍的摻銀薄膜感測器用於監測城市空氣中的硫化氫含量，效果良好。Yomogoe N對半導體氣體感測器進行了改進和研究，克服了它檢測硫化氫等氣體的不足之處。他通過控制能影響接收和轉換功能的基本因素，改進了二氧化錫半導體氣體感測器的感測性能。他發現，轉換功能與元件的微觀結構密切相關，如與二氧化錫的粒度大小（D）和表面空間電荷層的厚度（L）相關。當D≤2L時，感測器的靈敏度大幅度提高。在二氧化錫表面引入其它受體，極大地改善了感測器的受體功能，特別是用銀和鈀作助催化劑，在空氣中形成的氧化物與二所化錫表面相互作用，產生缺電子實質問題電荷，大大提高了檢測氣體的靈敏度。用CaO-SnO2元件能十分靈敏地檢測空氣中的硫化氫。

4、二氧化硫感測器 二氧化硫是污染空氣的主要物質之一，檢測空氣中二氧化硫嘗試是空氣檢驗的一項經常性工作。應用感測器監測二氧化硫。從縮短檢測時間到降低檢出限，都顯示出極大的優越性。

利用固體聚合物作離子交換膜，膜的一邊含對電極和參比電極的內部電解液，另一邊插入鉑電極，組成一種二氧化硫感測器。該感測器安裝在流通池中，在0.65V下氧化二氧化硫。批示出二氧化硫的量。該感測裝置電流靈敏度高。響應時間短，穩定性好，本底噪音低，線性范圍達0.2mmol/L，檢出限為8*10-6mmol/L，信噪比為3。該感測器不僅可以測定空氣中的二氧化硫，還可用於測定低電導率液體中的二氧化硫。有機改性硅酸鹽薄膜二氧化硫氣體感測器的氣敏塗層是利用溶膠工藝和自旋技術製作的，對二氧化硫的測定具有良好的重現性和可逆性，響應時間不到20S，對其它氣體的交感小，受溫度和濕度影響小。中國科學院長春應用化學研究所薛祚霖等人研製成功一種檢測范圍寬廣的小型二氧化硫濃度感測器，利用它可以裝配成何種小、重量輕、價格便宜的拾式二氧化硫氣體濃度檢測儀器。它可用於現場直接檢測二氧化硫氣體的濃度，不需要單獨采樣。該感測器採用控制電們電解原理，待測氣體在感測器的工作電極上一定控制電位下發生氧化反應，當電位控制足夠正且電極的催化活性足夠高時，氧化反應進行得很快，過程的總速度由二氧化硫擴散步驟所決定，產生的信號電流與二氧化硫濃度成正比。這一感測器響應快速，響應時間小於30S。在寬廣的二氧化硫濃度范圍內，具有良好線性關系，線性誤差<±2%，響應關系的直線通過坐標原點。因此可以採用一點法標定感測器。正確選擇催劑和控制電位，可避免大多數氣體物質的干擾，而且不需要干擾氣過濾器，既改善了感測器的性能，又簡化了儀器的結構。該感測器用188g/m3二氧化硫氣體，測定偏差<2%。低濃度標准氣體標定的感測器用來測定高濃度氣體，能獲得如此准確的結果，可見其檢測准確度是令人滿意的.

❹ 感測器的分類

1、電阻式

電阻式感測器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式感測器件。

2、變頻功率

變頻功率感測器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣，再將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入二次儀表相連，數字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進行運算。

3、電阻應變式

感測器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優點。

4、壓阻式

壓阻式感測器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而製成的器件。其基片可直接作為測量感測元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。

5、熱電阻

熱電阻測溫是基於金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料製成，目前應用最多的是鉑和銅，此外，已開始採用鎳、錳和銠等材料製造熱電阻。

6、激光

利用激光技術進行測量的感測器。它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光感測器是新型測量儀表，它的優點是能實現無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。

7、霍爾

霍爾感測器是根據霍爾效應製作的一種磁場感測器，廣泛地應用於工業自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

參考資料來源：網路—感測器

❺ 化學感應器包括哪些以化學吸附，電化學反應等現象為因果關系的感測器

可以用不同的觀點對感測器進行分類：它們的轉換原理(感測器工作的基本物理或化學效應)；它們的用途；它們的輸出信號類型以及製作它們的材料和工藝等。
根據感測器工作原理，可分為物理感測器和化學感測器二大類 ：

感測器工作原理的分類物理感測器應用的是物理效應，諸如壓電效應，磁致伸縮現象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應。被測信號量的微小變化都將轉換成電信號。

化學感測器包括那些以化學吸附、電化學反應等現象為因果關系的感測器，被測信號量的微小變化也將轉換成電信號。
有些感測器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學類。大多數感測器是以物理原理為基礎運作的。化學感測器技術問題較多，例如可靠性問題，規模生產的可能性，價格問題等，解決了這類難題，化學感測器的應用將會有巨大增長。

常見感測器的應用領域和工作原理列於表1.1。

按照其用途，感測器可分類為：

壓力敏和力敏感測器 ?位置感測器

液面感測器 ?能耗感測器

速度感測器 ?熱敏感測器

加速度感測器 ?射線輻射感測器

振動感測器? 濕敏感測器

磁敏感測器? 氣敏感測器

真空度感測器? 生物感測器等。?

以其輸出信號為標准可將感測器分為：

模擬感測器——將被測量的非電學量轉換成模擬電信號。?

數字感測器——將被測量的非電學量轉換成數字輸出信號(包括直接和間接轉換)。?

膺數字感測器——將被測量的信號量轉換成頻率信號或短周期信號的輸出(包括直接或間接轉換)。?

開關感測器——當一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，感測器相應地輸出一個設定的低電平或高電平信號。
?
在外界因素的作用下，所有材料都會作出相應的、具有特徵性的反應。它們中的那些對外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來製作感測器的敏感元件。從所應用的材料觀點出發可將感測器分成下列幾類：

(1)按照其所用材料的類別分?

金屬? 聚合物? 陶瓷? 混合物?

(2)按材料的物理性質分? ? 導體? 絕緣體? 半導體? 磁性材料?

(3)按材料的晶體結構分?

單晶? 多晶? 非晶材料?

與採用新材料緊密相關的感測器開發工作，可以歸納為下述三個方向：?

(1)在已知的材料中探索新的現象、效應和反應，然後使它們能在感測器技術中得到實際使用。?

(2)探索新的材料，應用那些已知的現象、效應和反應來改進感測器技術。?

(3)在研究新型材料的基礎上探索新現象、新效應和反應，並在感測器技術中加以具體實施。?
現代感測器製造業的進展取決於用於感測器技術的新材料和敏感元件的開發強度。感測器開發的基本趨勢是和半導體以及介質材料的應用密切關聯的。表1.2中給出了一些可用於感測器技術的、能夠轉換能量形式的材料。?

按照其製造工藝，可以將感測器區分為：

集成感測器?薄膜感測器?厚膜感測器?陶瓷感測器
集成感測器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術製造的。通常還將用於初步處理被測信號的部分電路也集成在同一晶元上。?
薄膜感測器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的，相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時，同樣可將部分電路製造在此基板上。?
厚膜感測器是利用相應材料的漿料，塗覆在陶瓷基片上製成的，基片通常是Al2O3製成的，然後進行熱處理，使厚膜成形。
陶瓷感測器採用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產。?
完成適當的預備性操作之後，已成形的元件在高溫中進行燒結。厚膜和陶瓷感測器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。?
每種工藝技術都有自己的優點和不足。由於研究、開發和生產所需的資本投入較低，以及感測器參數的高穩定性等原因，採用陶瓷和厚膜感測器比較合理。
感覺這樣的提問沒有什麼意義
不要多想，想多了累