Your company sloganYour company slogan化学传感器调查研究化学传感器调查研究 A Study On Chemical Sensors中山大学化学与化学工程学院中山大学化学与化学工程学院 应用应用化学专业化学专业 09338004 09338004丘国力丘国力第一章第一章第一章第一章绪绪 论论 IntroductionIntroduction1.绪论及基本概念1-1 传感器的分类1-2 化学传感器概念1-3 化学传感器的应用1-4 现代新型化学传感器1-1 传感器的分类 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息 ，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成 为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信 息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要 求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感 受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用 信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件 组成”。什么是传感器 sensors各种各样的传感器人们常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟 ： 光敏传感器视觉 声敏传感器听觉 气敏传感器嗅觉 化学传感器味觉 压敏、温敏、流体传感器触觉 传感器的分类用途 压压力敏和力敏传传感器 位置传传感器 液面传传感器 能耗传传感器 速度传传感器 加速度传传感器 射线辐线辐 射传传感器 热热敏传传感器 测测量目的 物理型传传感器 化学型传传感器 生物型传传感器输输出信号 模拟传拟传 感器 数字传传感器 膺数字传传感器 开关传传感器工作原理 物理传传感器 化学传传感器1-2 化学传感器的概念什么是化学传感器 Chemical Sensors 能将各种化学物质的特性（如气体、离子、电解 质浓度、空气湿度等）的变化定性或定量地转换 成电信号的传感器称作化学传感器 化学传感器必须具有对待测化学物质的形状或分 子结构选择性俘获的功能（接受器功能）和将俘 获的化学量有效转换为电信号的功能（转换器功 能） 按化学传感器的结构形式，可分为： 分离型传感器如离子传感器，液膜或固体膜具有 接受器功能，膜完成电信号的转换功能，接受和转换 部位是分离的，有利于对每种功能分别进行优化； 组装一体化传感器如半导体气体传感器，分子俘 获功能与电流转换功能在同一部位进行，有利于化学 传感器的微型化。化学传感器 的分类 按化学传感器的监测对象划分，可分为： 气体传感器分为半导体气体传感器、固体电解质 气体传感器、接触燃烧式气体传感器、晶体振荡式气 体传感器和电化学式气体传感器； 湿度传感器测定气氛中水气含量的传感器，分为 电解质式、高分子式、陶瓷式和半导体式湿度传感器 ； 离子传感器对离子具有选择响应的离子选择性电 极，它基于对离子选择性响应的膜产生的膜电位； 生物传感器对生物物质敏感并将其浓度转换为电 信号进行检测的仪器化学传感器 的分类1-3 化学传感器的应用（1）家用可燃性气体报警 （2）矿灯瓦斯报警器（3）酒精监测报警器（4）烟雾报警器甘汞电极气敏传感器湿敏传感器pH玻璃电极化学传感器在矿产资源的探测、气象观测和遥 测、工业自动化、医学上远距离诊断和实时监 测、农业上生鲜保存和鱼群探测、防盗、安全 报警和节能等各方面都有重要的应用。1-4 现代新型化学传感器 A溶液中基于荧光的传感器该类化学传感器件的组成一般包括产生荧光的传感件、 激励传感件的光源及对传感器荧光作出反应的光电探测 器。在典型的设计中 ,这些体系往往由一个可配合成键 的底物和可产生荧光信号的光活性组分组成。发荧光的荧光体 ,大多数为有机芳族化合物。这类化合 物在紫外光区和可见光区的吸收光谱和发射光谱 ,都是 由该化合物分子的价电子重新排列(跃迁)引起的。 B离子选择性电极 基于电信号变化的电化学传感器(离子选择性电极)是分 析溶液中离子的活度或浓度的一种常用的分析方法 ,是 过去 30 年来发展最迅速的分析技术之一 。应用离子电 极除了可以直接测定多种离子外 ,也可以利用间接测量 技术 ,测定许多不能直接测定的组分浓度。具有设备简单、 操作方便、 测试范围宽等特点 ,并且 分析试液用量少 ,受其物理状态包括颜色、 浊度、 体 积等因素影响较小 ,适合于现场测定及连续自动分析测 定 ,也能做到无损分析和原位测量 ,特别是在有放射性 的复杂环境中 ,可实现远程自动控制监测。 C膜传感器 膜传感器同样是一种简便、 快速的分析方法。它使用 方便 ,维护简便。荧光膜传感器一般是把荧光活性物质 或生物酶用适当的溶剂配成凝胶 ,即传感膜试剂,用铂丝 浸入此凝胶 ,取出后干燥 ,作为对比电极使用 ,铂丝表面 的敏感膜即为膜传感器。再由标准电极作为参比电极 ,在一定溶液环境条件下 , 加入不同浓度待测化合物 ,记录下响应电流 ,即得到待 测化合物的响应值 ,进而求得浓度。酶生物传感器可借 此反映酶催化活性的变化。 D光纤化学传感器 近年来 ,各种合成指示剂的出现已使光纤传感器广泛应 用于化学分析成为可能。以合成指示剂作为识别元件 , 其应用于光纤传感器必须具备两个重要特征:它能固化于 光纤探头的高分子薄膜里;它能与待测溶液中的离子发生 选择性的可逆化学反应(如: H+ Ind Hind 3 ) ,并能产生 具有荧光或强的光吸收能力的中间体分子。这样 ,在一定的激发光源的作用下 ,中间体分子可随待 测物浓度的大小产生相应的光学效应 ,从而由光纤探头 的反射光强度的大小测得待测物的浓度。综上所述 ,化学传感技术今后的发展将首先取决于 对化学识别元件的深入研究 ,并伴随着其他传感器 技术的进步而发展。化学传感器的发展必将会给人 们的科学研究和日常生活带来更大的便利。