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初期的電化（huà）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（shì）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（de）多（duō）種不同有毒氣體，並顯示出了良好的敏（mǐn）感性（xìng）與選擇性。隨著科技的發展，電化學氣體（tǐ）傳感（gǎn）器（qì）的應用也日趨廣泛，並（bìng）開始向小型化、集（jí）成化、模塊化（huà）、智能化方（fāng）向發展。其中電化學（xué）氣體傳感器由於具備線性輸出、低功耗和較好的分辨率等優點，在很多氣體檢測領域中較（jiào）為普（pǔ）及。相較於其（qí）他傳感器，電（diàn）化學氣體（tǐ）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（de）發展，電化學氣體傳感器對（duì）特定（dìng）氣體監測有著不可低估顯著優勢（shì）。
電化學氣體傳感器（qì）的結構
電化學傳感器有兩（liǎng）電極和三電極結構（gòu），主要區別在於有無參比電極。兩電極CO傳感（gǎn）器沒有參比電極，結構簡單，易於設計和製造（zào），成本較低適用於低濃度CO的檢測和報警;三電極CO傳感器引（yǐn）入參比電極，使（shǐ）傳（chuán）感器具有較大的量程和（hé）良好的精度，但參比電極的引入（rù）增加了製造工（gōng）序和材料成本，所以（yǐ）三電極CO傳感（gǎn）器的價格高於兩（liǎng）電極CO傳感器，主要用於工業領域。兩電（diàn）極（jí）電化學CO傳感（gǎn）器主要由（yóu）電極（jí）、電解液、電解液的保持（chí）材料、除去幹（gàn）涉氣體的過濾材料、管腳等零部件（jiàn）組（zǔ）成（chéng）。
電化學氣體傳感器工作原理
電化學氣體傳感器是一種化學傳感器，通過與被（bèi）測氣體發生反應並產生與氣體濃度成正比的電（diàn）信號（hào）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（liàng）式和（hé）離子電極式四種類型。
圖為鬆柏傳感熱賣（mài）的電化學傳感器
恒電位電解（jiě）式氣體傳感器
恒（héng）電位電解式氣體傳感器的原理（lǐ）是：使電極與電解質溶液（yè）的界麵保持一定電位進（jìn）行電解，通過改變其設定電位，有選擇（zé）的使氣體進（jìn）行氧化或還原，從（cóng）而能定量檢測各種（zhǒng）氣體。對於特定（dìng）氣體來說，設定電位由其固有的氧化還原電位決定，但又隨電解時作（zuò）用電極的材質、電解質的種（zhǒng）類不同而變（biàn）化（huà）。電解（jiě）電流和（hé）氣體濃度之間的關係如下式表示（shì）：
I=(nfADC)/σ 式中：I-電解電流;n-1mol氣（qì）體產生的電子數;f-法拉第（dì）常數;A-氣體擴散麵積;D-擴散係數;C-電解質溶液中電解的氣體濃度;σ-擴散層的厚度。在統一傳感（gǎn）器中，n、f、A、D及σ是（shì）一定的，電解（jiě）電流與氣體濃度（dù）成正比。
自20世紀50年（nián）代出現CIDK電極（jí）以（yǐ）來，控製電位電化學氣體（tǐ）傳感器在結構、性能和用途等方麵都得到了很大的發展。20世紀70年代初，市場上就有了31檢測器。先後出現了（le）CO、NxOy(氮氧（yǎng）化物)、H2S檢測（cè）儀器等產品。這些氣體傳（chuán）感器靈敏度是不同的，一般是H2S》NO》NOb》Sq》CO，響應時間一般為幾秒至幾十（shí）秒，大（dà）多數小於1min;他們的壽命相差很大，短（duǎn）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（yīn）素（sù）為：電極受淹、電解（jiě）質幹枯、電極催化劑晶體長大、催化劑中毒和傳感器使用方法（fǎ）等。
以CO氣體監測為例來說明這種（zhǒng）傳感器隔膜工作電極對比電極的結構和工作原理。在容器內的相對兩（liǎng）壁，安置工作電極和對比電極（jí），其內充滿電解質溶液構成一密封（fēng）結構。工作電極和對比電極之（zhī）間的電流（liú）是I，恒（héng）電（diàn）位（wèi）電解式氣體傳感器（qì）的基本構造根據此電流值就可知CO氣體的濃（nóng）度。這種（zhǒng）方式的傳感器可（kě）用於檢測各種（zhǒng）可（kě）燃性氣體和毒氣，如CO、H2S、NO、NO2、SO2、HCl、Cl2、PH3、O2等，還能檢測血液中的氧濃度。
圖為鬆柏（bǎi）傳感熱（rè）賣的電化學傳（chuán）感器
離子電極式氣體傳感器
離子電（diàn）極（jí）式氣體傳（chuán）感器的工（gōng）作原理（lǐ）是：氣態（tài）物質溶（róng）解於電解質溶液並離解，離解生成的離子作用於離子電極（jí）產生電動勢，將此電動勢取（qǔ）出（chū）以代表氣體濃度（dù）。這種方式的（de）傳感（gǎn）器是有工作電極、對（duì）比電（diàn）極、電（diàn）解液和隔膜等構成的。
現以檢測NH3傳（chuán）感器為例說明這種氣體傳感（gǎn）器的工作原理。作用電極是可測定pH的玻璃電極，參（cān）比（bǐ）電極是（shì）A8電極，內部溶液是NIkCE溶液。NEACt離解，產（chǎn）生銨離子NH4+，同時水也微弱離解（jiě），生成（chéng）氫離子H+，而NH4+與H+保持（chí）平衡（héng）。將傳感（gǎn）器侵（qīn）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（jiā）。通過玻璃電極檢測此PH的變化，就能知道（dào）NH3濃度。除NH3外，這種傳（chuán）感器還能檢測HCN(氰化氫)、H2S、Sq、CO2等（děng）氣體。
離子電極式氣體傳感（gǎn）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（jī）分數，電化學式氣（qì）體傳感器（qì）主要檢測氣體的靈敏度高、選擇性好。
圖為鬆柏智能（néng）型電化學傳感器模組
電量式氣體傳感（gǎn）器
電（diàn）量式氣體傳感器（qì）的原理是：被測氣體與電解質溶液反應生成電解電流，將（jiāng）此電流作為傳感器（qì）輸出，來檢測氣體濃度，其工作電極、對比電（diàn）極都是Pt電極。
現以檢測Cl2為例來說（shuō）明這種傳感器的工作原理。將（jiāng）溴化物MBr(M是一（yī）價金屬)水溶液介（jiè）於（yú）兩個鉑（bó）電極之間，其離（lí）解成比Br-，同（tóng）時（shí）水也離解成H+，在兩鉑電極間加上適當電壓，電流開（kāi）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（chǎn）生的H2發生反應，其結果（guǒ），電極部（bù）分的H2被極化解（jiě）除，從而產生電流。該電流與Cl2濃度成正比，所以檢測該電流就能檢測Cl2濃度。除Cl2外（wài），這種方式的傳（chuán）感器還可以檢測H2S、NH3等氣體。
原電（diàn）池型氣體傳感器
也被稱為加伏尼電（diàn）池（chí）型氣體傳感器，或燃料電池型氣體傳感器、自（zì）發電池型氣體傳感器。他們原理與9I果冻制作厂日常使用（yòng）的幹電池相同（tóng），隻不過（guò）電池碳錳（měng）電極被（bèi）氣體電（diàn）極替代了。以氧氣（qì）傳感器為例，氧陰極被還原，電子電流表流到陽極（jí），那裏鉛金屬被氧化。因此電流大（dà）小與氧氣濃度直接相關。這（zhè）種傳感器可以有效檢測氧（yǎng）氣（qì）、二氧（yǎng）化硫、氯氣等氣（qì）體。
圖為鬆柏（bǎi）智能型電化學傳感器模組
電化學氣體傳感器檢測方法
1、定電位電解法：在測量電（diàn）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)，當分析（xī）氣體經薄膜滲入電解液內，在觸媒表麵（miàn）則產生氧化或還原反應而釋放出電子，其在測量電極與計（jì）數電（diàn）極之間所產生的電流與濃度成比（bǐ）例，從而得到（dào）氣體濃度值。
2、隔膜離子選擇電極法：隔膜離子選擇（zé）性電極:(電極結構（gòu）、晶體（tǐ）電極(均相晶膜（mó）電極(F-、Ag2S)、多（duō）相晶膜電極)、流動載體電極(K+、Ca2+)、敏化離子選擇性電極)。隔膜離子選擇性電極的基本特（tè）性主要包括(靈敏度、響應範（fàn）圍、選擇性係數、響應時間、穩定性、內阻、準確性)
3、隔膜卡爾巴尼電池法：是指在電池正（zhèng）極和（hé）負極之間一層（céng）隔膜材（cái）料，是電（diàn）池中非（fēi）常關鍵（jiàn）的部分（fèn），對電池安全性和成本有直接影響，其主（zhǔ）要作用（yòng）是（shì）：隔離正、負極並使電（diàn）池內的電子不能自由穿過，讓電解液中的離子在（zài）正負極之間自由通過。
電化學氣體傳感器的特點
1、優點：
a.通用性好，技術比較成熟;
b.使用簡（jiǎn）單、攜帶方便;
c.線性輸出，良好的選擇性。
2、缺點：
a.無法（fǎ）對未知氣體進行定性分析；
b.傳感器具有一定（dìng）的使（shǐ）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.氧氣；
b.無機毒（dú）性氣體---氧、一氧化碳、二氧化碳、氨、氰（qíng）化氫、硫化氫
c.可燃性氣體---丙烯氰、乙炔、氨、一氧化碳、乙苯、 氯乙烷、氯甲烷、環氧乙烷、環氧丙烷、氰化氫、丙烷、丙烯（xī）、硫化氫
2、應用領域：
a.職（zhí）業安全；
b.應急監測；
c.工藝（yì）流程氣體檢測；
d.衛生（shēng）監督領域(公共場所（suǒ）檢測箱)。
