電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成,根據(jù)其電特性的形成不同,電化 學(xué)傳感器可分為電位式傳感器,電導(dǎo)式傳感器,電量式傳感器,極譜式傳感器和 電解式傳感器等。電化學(xué)式傳感器主要用于分析氣體,液體或溶于液體的固體成 分,液體的酸堿度,電導(dǎo)率及氧化還原電位等參數(shù)的測(cè)量。 工作原理 電化學(xué)傳感器通過(guò)與被測(cè)氣體發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生與氣體濃度成正比的電信號(hào)來(lái)工作。典型 的電化學(xué)傳感器由傳感電極(或工作電極)和反電極組成,并由一個(gè)薄電解層隔開。 氣體首先通過(guò)微小的毛管型開孔與傳感器發(fā)生反應(yīng),然后是疏水屏障層,最終到達(dá)電極 表面。采用這種方法可以允許適量氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),以形成充分的電信號(hào),同時(shí)防 止電解質(zhì)漏出傳感器。 穿過(guò)屏障擴(kuò)散的氣體與傳感電極發(fā)生反應(yīng),傳感電極可以采用氧化機(jī)理或還原機(jī)理。這 些反應(yīng)由針對(duì)被測(cè)氣體而設(shè)計(jì)的電極材料進(jìn)行催化。 通過(guò)電極間連接的電阻器,與被測(cè)氣濃度成正比的電流會(huì)在正極與負(fù)極間流動(dòng)。測(cè)量該 電流即可確定氣體濃度。由于該過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電流,電化學(xué)傳感器又常被稱為電流氣體傳感 器或微型燃料電池。 在實(shí)際中,由于電極表面連續(xù)發(fā)生電化發(fā)應(yīng),傳感電極電勢(shì)并不能保持恒定,在經(jīng)過(guò)一 段較長(zhǎng)時(shí)間后,它會(huì)導(dǎo)致傳感器性能退化。為改善傳感器性能,人們引入了參考電極。 參考電極安裝在電解質(zhì)中,與傳感電極鄰近。固定的穩(wěn)定恒電勢(shì)作用于傳感電極。參考 電極可以保持傳感電極上的這種固定電壓值。參考電極間沒(méi)有電流流動(dòng)。氣體分子與傳感電 極發(fā)生反應(yīng),同時(shí)測(cè)量反電極,測(cè)量結(jié)果通常與氣體濃度直接相關(guān)。施加于傳感電極的電壓 值可以使傳感器針對(duì)目標(biāo)氣體。 注意:電化學(xué)檢測(cè)原理,氧化還原反應(yīng),意思就是必須要有氧氣,如果沒(méi)有氧氣的環(huán) 境下監(jiān)測(cè),傳感器可能就可以數(shù)據(jù)、沒(méi)有反應(yīng)。