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初期的電化學傳感器可以追溯到20世紀50年代，當時用於氧氣（qì）監測。到了（le）20世紀80年代中期，小型電化學傳感器開始用於檢測PEL範圍內的多種不同有毒氣體，並顯示出了良好的敏感性與選擇性。隨著科技的發展，電（diàn）化學氣體傳感器的應用也日趨廣（guǎng）泛，並開始向小型化、集成化、模塊化、智能化方（fāng）向發展。其中電化學氣體傳感器由於具備線（xiàn）性（xìng）輸出、低功（gōng）耗和較好的分辨率等優點，在很多氣體檢（jiǎn）測領域（yù）中較為普及。相較於其他傳感器，電化學氣體（tǐ）傳感器擁有（yǒu）較好的測量重複性和精度。經過數十（shí）年來技術的發展，電化學氣（qì）體傳（chuán）感（gǎn）器對特定氣體監測有著不可低估顯著優勢。
圖為鬆柏傳感熱賣（mài）電（diàn）化（huà）學氧氣傳感器
電化學（xué）氣體傳（chuán）感器的結構
電化學傳感器有兩電（diàn）極和三電極結構（gòu），主要區別在於有無參比電極。兩電極CO傳感器沒有參比電極，結構簡單，易於設計和製造，成本較低適（shì）用於低濃度CO的檢測和報警;三電極CO傳（chuán）感（gǎn）器引入參比電極，使傳感器具有較大的量（liàng）程和良好的精度，但參比電極的引入增加了製造工序和材料成本，所以三電極CO傳感器的價格高於兩電極CO傳（chuán）感器，主要用於工業領（lǐng）域。兩（liǎng）電極電化學CO傳感器主要由電極、電解液（yè）、電（diàn）解液的保持材料、除去幹涉氣體的過濾材料、管腳等零部件組成。
電化學（xué）氣體傳感器工作原（yuán）理
電化學氣體傳（chuán）感器是（shì）一種化學傳感器，通過與被測氣（qì）體發生反應並產生與氣（qì）體濃度成正比的電信（xìn）號來工作。按照工作原理一般分為原電池式、可控電位電解式、電（diàn）量式和離子電極式四種（zhǒng）類型。
圖為鬆柏（bǎi）傳感熱賣的電化學傳感器
恒電位電解式氣體傳感器
恒（héng）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麵保持一（yī）定電（diàn）位進行（háng）電解，通過改變（biàn）其設定電位，有選擇的使氣體進行氧化或還原，從而（ér）能定（dìng）量檢測各種氣體。對（duì）於特（tè）定氣體來說，設定電位由其固有的氧（yǎng）化還原電位決（jué）定，但又隨電解時作用電極的材質、電解質的種類（lèi）不同而（ér）變化。電解電流和（hé）氣體（tǐ）濃（nóng）度（dù）之間的關係如下式表示：
I=(nfADC)/σ 式中：I-電解電（diàn）流;n-1mol氣體產生的電子數;f-法拉第常數（shù）;A-氣體擴散麵積;D-擴散係數;C-電解質（zhì）溶液中電解的氣體濃度;σ-擴散層的厚度。在統一傳感器中，n、f、A、D及σ是（shì）一定的，電解（jiě）電流與氣體濃度成正比。
自20世（shì）紀50年代出現CIDK電極以來，控製電位電化學氣體傳感器在結構、性能（néng）和用途等方麵都得（dé）到了（le）很大的發展。20世紀70年代初，市（shì）場上就有了31檢（jiǎn）測器。先後出（chū）現了CO、NxOy(氮氧化物)、H2S檢測儀器等產品。這些氣體傳感器靈敏度是不同的，一般是H2S》NO》NOb》Sq》CO，響應時（shí）間一般為幾秒（miǎo）至幾十（shí）秒，大多數小於1min;他們（men）的壽命相差很大，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（shòu）命的主要（yào）因素為：電極（jí）受淹、電（diàn）解質幹枯、電（diàn）極催（cuī）化劑（jì）晶體長大、催化劑中毒（dú）和傳感（gǎn）器使（shǐ）用（yòng）方（fāng）法等。
以CO氣體（tǐ）監測為例來說明（míng）這種傳感器隔膜（mó）工作電極（jí）對比電極的結構和工作原理（lǐ）。在容器內的相對（duì）兩壁，安置工作電極和對比（bǐ）電極，其內（nèi）充滿電解質溶液（yè）構成一密封結（jié）構。工作電極和對比電極之間的電流是I，恒電位電解式氣體（tǐ）傳感器的基本構造根據此電流值就可知CO氣體的濃度。這種方式的傳感器可用於檢測各種可燃性氣體（tǐ）和毒氣，如CO、H2S、NO、NO2、SO2、HCl、Cl2、PH3、O2等，還（hái）能檢測血液中的氧濃度。
圖為鬆柏傳感（gǎn）熱賣的（de）電化學傳感器
離子電極式氣體傳感器
離子（zǐ）電極式氣體傳感器的工作原理是：氣態物質（zhì）溶解於電解質溶液並離解，離解生（shēng）成（chéng）的離（lí）子作用於離子電極產生電動勢，將此電動勢取出以代表氣體濃度。這種方式的傳感器是有工作電極、對比電極、電解液和隔膜等構成的。
現以檢測NH3傳感器為例說明這種氣體傳（chuán）感器的工作原理。作用電極是可（kě）測定pH的玻（bō）璃電極，參比電極是A8電極，內部溶液是NIkCE溶液（yè）。NEACt離解，產生銨離（lí）子NH4+，同時水也微弱離解，生成氫（qīng）離子（zǐ）H+，而NH4+與H+保持平衡。將傳感器侵入NH3中，NH3將通過隔膜向（xiàng）內部滲透，NH3增加，而（ér）H+減少，即pH增加。通過玻璃電極檢測此PH的變化，就能知道NH3濃度。除NH3外，這種傳感器還（hái）能檢測HCN(氰化氫)、H2S、Sq、CO2等（děng）氣體。
離子電（diàn）極式氣體（tǐ）傳感器出現得較早，通過檢測離子極化電流（liú）來檢測氣體的體積分數，電化學式氣體傳感（gǎn）器主要檢測氣體的靈敏度高、選擇性好。
圖為鬆柏智能型電化學傳感器模組
電量式氣體傳感器
電量式氣體傳感器的原理是：被測氣體與電解質溶液反應生（shēng）成電解電流，將此（cǐ）電流作為傳感器輸出，來檢測氣體濃度，其工作電極、對（duì）比電極都是Pt電極。
現以（yǐ）檢測Cl2為（wéi）例來說明這種傳感器的工作（zuò）原（yuán）理。將溴化（huà）物MBr(M是一價金屬)水溶液介（jiè）於兩個鉑電極之間，其離解成比Br-，同時水（shuǐ）也離（lí）解成H+，在兩（liǎng）鉑電極間加上適當電壓，電流開始流動，後因H+反應產（chǎn）生了H2，電極（jí）間（jiān）發生（shēng）極化，電流停（tíng）止流動。此（cǐ）時若將傳感器與CI2接觸，Br-被氧化成Br2。而Br2與極化產生的H2發（fā）生（shēng）反應，其結果，電極部分的H2被極化解除（chú），從而產生電流。該電流與（yǔ）Cl2濃度（dù）成正比，所以檢測該（gāi）電流就能檢測Cl2濃度。除Cl2外，這種方式的傳（chuán）感器還可以檢測H2S、NH3等氣體。
原電池型氣體傳感器
也被稱為加伏尼電池型氣（qì）體傳感（gǎn）器，或燃料（liào）電池型氣體傳感器、自發電池型氣體傳感器。他們原（yuán）理與9I果冻制作厂日常使用（yòng）的幹電池相同，隻不過電池碳錳電極被氣體電極替代（dài）了（le）。以氧氣傳感器為例，氧陰極被還原，電子電流表流到陽極，那（nà）裏（lǐ）鉛（qiān）金屬（shǔ）被氧化。因此電流大小與氧氣濃（nóng）度直接相關。這種傳感器可以有效檢測氧氣、二氧化硫、氯氣等氣體（tǐ）。
圖為鬆（sōng）柏智能型電（diàn）化學傳感器模組
電化學氣體傳感器檢測方（fāng）法
1、定電位電解法：在測量電極與參考電極之間保持一定（dìng）電位（wèi）差，測量電極（jí）表（biǎo）麵塗有觸媒(白金或黃金)，當分析氣體經（jīng）薄（báo）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（liàng）電極（jí）與計數電極之間所產生（shēng）的（de）電流與濃（nóng）度成比例，從而得到氣體濃度值。
2、隔膜離子選擇電極法：隔膜離子選擇性電（diàn）極:(電極結構（gòu）、晶體電（diàn）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（xuǎn）擇性電極)。隔膜離子選擇性電極的基本特性（xìng）主要包括(靈敏度、響應範（fàn）圍、選擇性係數、響應時間、穩（wěn）定性、內阻、準確（què）性（xìng）)
3、隔膜卡爾巴尼電池法：是指在電（diàn）池（chí）正極和負極之間一層隔膜材料，是（shì）電池中非常關鍵的部分，對電池安全性和成本有直接影響，其主要作用（yòng）是：隔離正、負極並使電池內的電子不能（néng）自由穿過，讓電解液中的離子（zǐ）在正負極之間自（zì）由通過。
電化學氣體傳感器的特（tè）點
1、優點（diǎn）：
a.通用性好，技術比較成熟;
b.使用簡單、攜（xié）帶方便;
c.線（xiàn）性輸出，良好的選擇性。
2、缺點：
a.無法對未知氣體進行定性分析；
b.傳感器具（jù）有一定的使用壽命；
c.超範圍（wéi）高濃度會導致失效；
d.需特別（bié）注意儲存。
電化學氣體傳感器的應用
1、可檢測氣體的種類：
a.氧（yǎng）氣；
b.無機毒性氣體（tǐ）---氧、一氧化碳、二氧化碳、氨（ān）、氰化氫、硫化氫
c.可燃性氣體---丙烯氰、乙炔、氨、一氧化（huà）碳、乙苯、 氯乙烷、氯甲烷（wán）、環氧（yǎng）乙烷、環氧丙烷（wán）、氰化氫、丙（bǐng）烷、丙烯、硫化氫
2、應用領域：
a.職業安全（quán）；
b.應急（jí）監測；
c.工（gōng）藝流程氣體檢測；
d.衛生監督領域(公共場所檢測箱)。
