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早在1950年电化学传感器就已用于氧(气)的监测; 随 着对于人生安全的重视与日俱增,便携式电化学传感器的需 求显著增加。今天,电化学传感器已经普遍用在监测各种有 害气体的便携设备中。 电化学传感器的原理是检测气体的化学反应所产生的电 流,而这一电流与气体的浓度成比例。旧式电化学传感器基 于两个电极配置;而为了达到优良的电化学稳定性,目前使 用的是三电极系统。这三个电极彼此并联堆叠,由一个电解 质薄层分隔,电解质在电极之间提供了离子的电接触。 传感器的功能 当某一气体与传感器接触时,会通过一层薄的阻挡隔膜 到达电极表面,进入的气体所遇到的第一个电极是工作电极 (WE),设计工作电极
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传感技术中的应用电化学传感器的设计传感技术中的应用电化学传感器的设计
早在1950年电化学传感器就已用于氧(气)的监测; 随 着对于人生安全的重视与日俱增,便携式电化学传感器
的需 求显著增加。今天,电化学传感器已经普遍用在监测各种有 害气体的便携设备中。 电化学传感器的原
理是检测气体的化学反应所产生的电 流,而这一电流与气体的浓度成比例。旧式电化学传感器基 于两个电极配
置;而为了达到优良的电化学稳定性,目前使 用的是三电极系统。这三个电极彼此并联堆叠,由一个电解 质薄
层分隔,电解质在电极之间提供了离子的电接触。 传感器的功能 当某一气体与传感器接触时,会通过一层
薄的阻挡隔膜 到达电极表面,进入的气体所遇到的第一个电极是工作电极 (WE),设计工作电极
早在1950年电化学传感器就已用于氧(气)的监测; 随 着对于人生安全的重视与日俱增,便携式电化学传感器的需 求显
著增加。今天,电化学传感器已经普遍用在监测各种有 害气体的便携设备中。
电化学传感器的原理是检测气体的化学反应所产生的电 流,而这一电流与气体的浓度成比例。旧式电化学传感器基 于两
个电极配置;而为了达到优良的电化学稳定性,目前使 用的是三电极系统。这三个电极彼此并联堆叠,由一个电解 质薄层分
隔,电解质在电极之间提供了离子的电接触。
传感器的功能 当某一气体与传感器接触时,会通过一层薄的阻挡隔膜 到达电极表面,进入的气体所遇到的第一个电极是
工作电极 (WE),设计工作电极以优化电化学的氧化反应(或降解被 测气体),并产生一个正比与气体浓度的电流。
由于工作电极上电势变化的连续电化学反应,传感器 的性能会随时间的延续而劣化。为了减少退化并维持一个恒 定的且
线性良好的灵敏度,靠近工作电极放入一个参考电极 (RE)。参考电极的用途是使工作电极固定在正确的电势上 工作。为了
使参考电极能维持恒定的电势,参考电极上不应 该有电流。
第3个电极,即计数电极(CE),用于导入或导出传感 器的电流。当工作电极氧化一氧化碳时,计数电极还原其它 分
子,如氧分子,从而产生电流。这个电流正好与工作电极 极产生的电流相平衡。在工作电极和计数电极之间的离子电 流由电
解质传输。
恒电势电路
电化学传感器需要控制电路来进行工作。这个控制电路 被称之为恒电势电路。图2 所示为一个简化的恒电势电路, 由两
个放大器和一个场效应晶体管所组成。在实现这个电路 时,有一些小的变化,但功能和结果是一样的。
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