技術(shù)優(yōu)享丨膜傳感器的原理和分類

膜傳感器是指將外界的某種物理量或化學(xué)量的變化轉(zhuǎn)換為點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器或裝置。

原理

對(duì)比于人的感覺器官，膜傳感器大體對(duì)應(yīng)于人的四肢的觸覺和五官對(duì)外物的感覺器官，但并不是單純的人器官的模擬，還能感受人的器官不能感受的某些物質(zhì)，如H2、CO。膜傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件，顯示儀表等組成。

分類

根據(jù)敏感元件所感應(yīng)的信號(hào)不同來分：

①物理傳感器：以溫度、電、光、磁等物理量為檢測(cè)對(duì)象

②化學(xué)傳感器：以pH、物質(zhì)濃度等物理量為檢測(cè)對(duì)象

③生物傳感器：以固定化的配體如酶、激素、抗原、氨基酸、活性染料、金屬離子等物理量為檢測(cè)對(duì)象。

根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同來分

①氣體傳感器：傳感元件多為氧化物半導(dǎo)體，有時(shí)在其中加入微量貴金屬作增敏劑，增加對(duì)氣體的活化作用。對(duì)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(dǎo)體，對(duì)接受電子性的氧化性氣體如氧，用P型半導(dǎo)體。將半導(dǎo)體以膜狀固定于絕緣基片或多孔燒結(jié)體上做成傳感元件。氣體傳感器又分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)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(xué)式氣體傳感器。

②溫度傳感器：測(cè)定氣氛中水氣含量的傳感器，又分為電解質(zhì)式、高分子式、陶瓷式和半導(dǎo)體式濕度傳感器。

③離子傳感器：對(duì)離子具有選擇響應(yīng)的離子選擇性電極。它基于對(duì)離子選擇性響應(yīng)的膜產(chǎn)生的膜電位。離子傳感器的感應(yīng)膜有玻璃膜、溶有活性物質(zhì)的液體膜及高分子膜，使用較多是聚氟乙烯膜。

④生物傳感器：對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器。生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)生物物質(zhì)具有分子結(jié)構(gòu)的選擇功能。