初期的電（diàn）化學傳感器可以追溯到20世紀50年代，當時用於氧氣監測。到了20世紀（jì）80年代中期，小型電（diàn）化學傳感器（qì）開始用於檢（jiǎn）測PEL範圍內的多種不（bú）同有毒氣體，並顯（xiǎn）示出（chū）了良好的敏感性與選擇性。隨著科技的發展，電化學氣體傳感器的應用也日趨廣（guǎng）泛，並開始（shǐ）向小（xiǎo）型化、集成化、模塊化、智能（néng）化方向發（fā）展。其中電化學氣（qì）體（tǐ）傳感器由於具備（bèi）線性輸出、低功耗和較好的分辨率等優點，在很多（duō）氣體檢測領域中較為普及。相較於其他（tā）傳感器，電化學氣體傳感器擁有較好的測量重複性和精度。經過數十年來技術的發展，電化（huà）學氣體傳感器對特定氣體監測有著不可低估的顯著優勢（shì）。
電化學傳感器有兩電極和三電極結構，主要區別在於（yú）有無參比電極。兩電極CO傳感器沒有（yǒu）參比電極（jí），結構簡單，易（yì）於設計和製造，成本較低適用於低濃度CO的檢測和（hé）報警;三電極CO傳感器（qì）引入參比電極，使傳感器具有較大的量程和（hé）良（liáng）好的精度，但（dàn）參（cān）比電極的引入增加了（le）製造（zào）工（gōng）序和材料成（chéng）本，所（suǒ）以（yǐ）三電極（jí）CO傳感器的價格高於兩電極CO傳感器，主要用（yòng）於工（gōng）業（yè）領域。兩電極電化學CO傳感器主要由電極、電解液、電（diàn）解液（yè）的保持（chí）材料、除去幹涉氣體的過濾材料、管腳等零部（bù）件組成。
電化學氣體傳感器工作（zuò）原理
電化學氣體傳（chuán）感器是一種化（huà）學傳感器，通過與（yǔ）被測氣體發（fā）生反應並產生與氣（qì）體濃度（dù）成正比的電信號來工作。按照工作原（yuán）理一般分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。
恒電（diàn）位電（diàn）解式氣體傳感器
恒電位電解式氣體傳感器的原理是：使電極與電解質溶液的界（jiè）麵保持一定電位進行電解，通過改變其設定（dìng）電位，有選擇的使氣體進行氧化或還原，從而能定（dìng）量檢測（cè）各種氣體。對於（yú）特定氣體來說，設（shè）定電位由其（qí）固有的氧化還原電位決定，但（dàn）又隨電解時作用電極的材質、電解質的種類不同而變化。電解電流和氣體濃度之（zhī）間（jiān）的關係如下式表示：
I=(nfADC)/σ 式中：I-電解電流;n-1mol氣體（tǐ）產生的（de）電（diàn）子數;f-法拉第常數;A-氣體擴散麵積;D-擴散係數（shù）;C-電解質溶液中（zhōng）電解的氣體濃度;σ-擴散層的厚度。在統一傳感器中，n、f、A、D及σ是一定的，電解電流與氣（qì）體（tǐ）濃度成正比。
自20世紀50年（nián）代出現CIDK電極以來，控（kòng）製電位電化學氣體傳感器在結構、性能和用途（tú）等方麵都得到了很大（dà）的發展。20世紀（jì）70年代初，市場上就有了31檢測器。先（xiān）後出現了CO、NxOy(氮氧化物)、H2S檢測儀器等產（chǎn）品。這些氣體（tǐ）傳（chuán）感器靈敏度是不（bú）同的，一（yī）般是H2S》NO》NOb》Sq》CO，響應時間一般為幾秒至幾十秒，大多數小於1min;他們（men）的壽（shòu）命相差（chà）很大，短的隻有半年，有的CO監測儀實際壽命已近10年。影響這類傳感器壽命的主要因素為：電極受淹、電解質（zhì）幹枯、電極催化劑晶（jīng）體長大、催化劑中毒和傳感器使用方法等。
以CO氣體監測為例來說明這種傳感器隔膜工作電極對（duì）比電極的結（jié）構和工作原理。在容器內的相（xiàng）對兩（liǎng）壁（bì），安置工作電極和對比電極，其內充滿電解質溶液構成一密封結（jié）構（gòu）。工作電極和對比電極之間的電流是I，恒電位電解式氣體傳感器的基本構造（zào）根據此電流值就可知CO氣體的濃（nóng）度。這種方式的傳感器（qì）可用於檢測（cè）各種可燃性氣體和毒氣，如CO、H2S、NO、NO2、SO2、HCl、Cl2、PH3、O2等（děng），還能檢測血液中的氧濃度。
離子電極（jí）式氣體傳（chuán）感器
離子電極（jí）式氣體傳（chuán）感器的工作原理是：氣態物質溶（róng）解於（yú）電解質（zhì）溶液並離解，離解生成的離子作用於離子（zǐ）電極產生電動勢（shì），將此（cǐ）電動勢取出以代表氣（qì）體濃度。這種（zhǒng）方式的傳感器是由工作電極（jí）、對比電極、電（diàn）解液和隔膜等構成的。
現以（yǐ）檢（jiǎn）測（cè）NH3傳感（gǎn）器（qì）為例（lì）說明這種氣體傳感器的工作原理。作用電極是可測定pH的玻璃電極，參比電極是A8電極，內部溶液是NIkCE溶液。NEACt離解，產生銨離子NH4+，同時水也微弱離解，生成氫離子H+，而NH4+與H+保持平衡。將傳感器浸入NH3中，NH3將通過隔膜向內部滲透，NH3增加，而H+減少，即pH增加。通過玻璃電極檢測此PH的變化（huà），就能知道NH3濃度。除NH3外，這種傳感器還能檢測HCN(氰化氫)、H2S、Sq、CO2等氣體。
離子電極式氣體傳感器出現得較早，通過檢測離子極化（huà）電流來檢（jiǎn）測氣體的體積分數，電化學式氣體傳感器主要檢測氣體的靈敏度高、選擇（zé）性（xìng）好。
圖為鬆柏智能型（xíng）電化（huà）學傳感器模組
電量式氣體傳感器
電量式氣體傳感器的原理是：被測氣體與電解（jiě）質溶（róng）液反應生成（chéng）電解（jiě）電流，將此電流作為傳感器輸出，來檢測氣體濃度，其工作電極、對比電極都是Pt電極。
現以檢測Cl2為例來說明（míng）這種（zhǒng）傳感器的工作原理。將溴化物MBr(M是一價金屬)水溶液介於兩（liǎng）個鉑電極之間，其離解成比Br-，同時水也（yě）離解成H+，在兩鉑電極間加上適當（dāng）電壓，電流開始流動，後因H+反應產生了H2，電極間發生極化，電流停止流動。此時若將傳感器（qì）與CI2接觸，Br-被氧化成Br2。而Br2與極化產生的H2發生反應，其結果，電極部分（fèn）的H2被極化解除，從而產生電流。該（gāi）電流與Cl2濃度成正比，所以檢測該電流就（jiù）能檢測（cè）Cl2濃度。除Cl2外，這種方式的傳感器還可以檢測H2S、NH3等氣體。
原電池型氣體傳感器
也被（bèi）稱為（wéi）加伏尼電池型氣體傳感器，或燃料電池型氣體傳（chuán）感器、自發電池型氣體傳感器。他們原理與9I果冻制作厂日常（cháng）使（shǐ）用的幹電池相同，隻不過電池碳錳電極被氣體電極（jí）替代了。以（yǐ）氧氣傳感器為例，氧陰極（jí）被還原，電子電流表（biǎo）流到陽極，那裏鉛金（jīn）屬被氧化（huà）。因此電流大小與氧氣濃度直接相關。這種傳感器可以有效檢測氧（yǎng）氣、二氧化硫、氯氣等氣體。
圖為鬆柏智能型電（diàn）化學傳感器模組
電化（huà）學氣體傳感器（qì）檢測（cè）方法
1、定電位電解法（fǎ）：在測量電極與參考電極之間保持一定電位差，測量電極表麵塗有觸媒(白金或黃金（jīn）)，當分（fèn）析氣體經薄膜滲入電解液內，在觸媒表麵則產生氧化或還原反應而釋放出電子，其在測量電極與計數電極（jí）之間所產（chǎn）生的電流與濃度成（chéng）比例，從而（ér）得（dé）到氣體濃度值。
2、隔膜離（lí）子選擇電極（jí）法：隔膜離子選擇性電極:(電（diàn）極結構、晶體電極(均相晶膜電極(F-、Ag2S)、多相晶膜電極)、流動載體電極(K+、Ca2+)、敏化離子選擇性電（diàn）極)。隔膜（mó）離（lí）子選（xuǎn）擇性電極（jí）的基（jī）本特性主要包括(靈敏度（dù）、響應（yīng）範圍、選擇（zé）性係數、響應時間、穩定性、內阻、準確性)
3、隔膜卡爾巴尼電池法（fǎ）：是指在電池正極（jí）和負極之間一（yī）層隔膜材料，是電池中非常關鍵的部分（fèn），對電池安全性和成本有直（zhí）接影響，其主要作（zuò）用是：隔離正（zhèng）、負極並使電池內的（de）電子不能自由穿過（guò），讓電解液中的離子在正負極之間（jiān）自由通過（guò）。
電化（huà）學氣體傳感器的特點
1、優點：
a.通用（yòng）性好，技術比較成熟（shú）;
b.使（shǐ）用簡單、攜（xié）帶方（fāng）便;
c.線性輸出，良好的選擇性（xìng）。
2、缺點（diǎn）：
a.無法對未知氣體進行定性分析；
b.傳感器具有（yǒu）一定的使用壽命；
c.超（chāo）範圍高（gāo）濃度會導致（zhì）失效；
d.需特別注意儲存。
電（diàn）化學氣體（tǐ）傳感器的應用
1、可檢測氣體的種類：
a.氧氣；
b.無機毒性氣體---氧、一氧（yǎng）化（huà）碳、二氧（yǎng）化碳、氨、氰化（huà）氫、硫化氫
c.可（kě）燃性氣體---丙烯氰、乙炔、氨、一氧化碳、乙苯（běn）、 氯乙（yǐ）烷、氯（lǜ）甲烷、環氧乙烷、環氧丙烷（wán）、氰化氫、丙烷、丙烯、硫化（huà）氫
2、應用領域：
a.職業（yè）安全（quán）；
b.應急監測；
c.工藝流程氣體檢測；
d.衛生監督領域(公共場所（suǒ）檢測箱)。
