瓦斯浓度传感器

瓦斯或称煤层气，实际上是一种非常规天然气，其主要成分是甲烷CH4。CH4瓦斯易爆，煤矿开采时的瓦斯爆炸给人们的生命财产带来严重祸殃，瓦斯直排大气，其温室效应是CO和CO2的多倍。我国煤层瓦斯资源十分丰富，是继俄罗斯和加拿大之后的第三大储量国。据悉，我国煤矿埋深在2 km 以内的瓦斯估计有30×1012 ～35×1012 M3，其热值较高，煤矿瓦斯每立方米可发电1～ 3．2 kW • h。。我国每年煤矿排出的瓦斯总量大约为135亿m3，可产生470亿kWh电能。而现在利用煤矿瓦斯发电产生的发电量仅为20亿kWh左右，大部分瓦斯都被直接排放到大气中，既浪费了资源，也污染了环境。因此大力发展瓦斯发电，不仅能缓解我们能源紧张问题，而且还可以保护环境，取得巨大的经济效应。我国瓦斯发电技术已经比较成熟，尝试和推广瓦斯发电可以拓展瓦斯应用领域，达到“以抽保用，以用促抽”的目的，保证矿井安全生产，保护环境，实现科学发展。国内现在已有多家瓦斯发电厂，相信不久将会更多，瓦斯发电主要关键技术有电控燃气混合器技术，贫燃技术，数字式点火技术，全电子控制技术。电控燃气混合器技术是针对煤矿瓦斯浓度不稳定、压力波动大的特点而采用先进的电子控制系统。首先，发电机组混合器腔内的氧传感器提供精确控制信号，通过步进电机控制空气和瓦斯的流量，实现对空燃比的精确控制，即甲烷与氧气的体积比为1：2。在机组运行过程中，甲烷的含量控制在5％ 一16％爆炸极限之间，电子点火后，甲烷在气缸内充分爆炸做功，内燃机活塞上下往复运动，带动曲轴旋转，从而发电机转子切割磁力线发出电能。这种技术使内燃机无条件地适应了煤矿瓦斯的特点，解决了因瓦斯不稳定而影响发电机组功率波动大的问题。毫无疑问，在电控燃气混合技术中是要用到气体传感器的，只有有气体传感器的存在，才能把气体浓度信号传送给电子控制系统，使电机控制进气量，控制燃烧比，最大的利用热能，适应煤矿瓦斯浓度不稳定、压力波动大的问题。因此好的气体传感器在此技术中至关重要。武汉四方光电科技有限公司（www.gassensor.com.cn）专业生产红外气体传感器和红外气体分析仪器。该公司红外气体传感器采用非分光红外吸收光谱法（NDIR）技术，结合嵌入式的硬件和软件技术，可实现不同浓度、不同气体的高精度连续检测。公司产品已经广泛应用到机动车尾气检测、连续污染物监测系统CEMS、沼气分析、冶金炉气分析、红外可燃气体检测、石油天然气勘探等诸多领域。此外，瓦斯中可能含有H2S和水，这两种气体含量要严格控制,否则对管道及发动机的金属部件产生腐蚀,特别是对铜质及铝质部件腐蚀更为严重，因此，H2S的浓度监测也非常重要，四方光电的产品相信也能派上用场。总之，瓦斯发电在我国这样一个煤炭大国将是一个非常有前景的产业，而气体传感器相信也是推动这一产业进步的技术之一。[color=red]【由于该附件或图片违规，已被版主删除】[/color]

近红外波长瓦斯浓度检测技术 检测在煤炭、化工、石油和其它工业，尤其在矿物质的开采中极为重要。瓦斯气体是一种可燃、可爆性气体，其爆炸上限为１５Vol％，下限为5Vol％。 其引发的事故在矿山开采历史上造成了极大的危害。很久以来各国科学工作者对瓦斯浓度的测量作了不懈的努力。现已研制出的干式、湿式气敏元件、热电阻瓦斯传感器、半导体气敏元件等都在瓦斯浓度检测中起到了良好的作用，大大降低了瓦斯事故发生率。 近几年来，光导纤维传感技术在世界上逐渐兴起。光纤传感器具有一些常规传感器无可比拟的优点，如灵敏度高，响应速度快，动态范围大，防电磁干扰，超高绝缘，无源性，防燃防爆，适于远距离遥测，体积小,可灵活柔性挠曲等，很适于在恶劣和危险环境中应用，因而得到广泛重视。光纤瓦斯传感器的研究起步较晚，直到上世纪八十年代才有人报导了光纤瓦斯检测的实验。现在瓦斯检测的方法主要有两种，一是利用瓦斯气体的光谱吸收检测浓度；二是利用瓦斯浓度和折射率的关系用干涉法测折射率。 单波长吸收比较型 吸收法的基本原理均是基于光谱吸收，不同的物质具有不同特征吸收谱线。单波长吸收比较型属吸收光谱型传感器，根据Lambert定律：I=I0e-μcL 其中I，I0为吸收后和吸收前射线强度 μ为吸收系数 L为介质厚度 c为介质的浓度 从上式可以看出，根据透射和人射光强之比，可以得知气体的浓度。单波长吸收比较型的原理图见图１。 选择合适波长的光源。脉冲发生器使激光器发出脉冲光，或采用快速斩波器将连续光转变成脉冲光（斩波频率为数KHz），经透镜耦合进入光纤，并传输到远处放置的待测气体吸收盒，由气体吸收盒输出的光经接收光纤传回。干涉滤光片选取瓦斯吸收率最强的谱线，由检测器接收，经锁相放大器后送入计算机处理，根据强度的变化测量瓦斯浓度。 窄带谱线吸收型 瓦斯传感系统中，检测器所检测的光，其谱线宽度一般为0.02μm-0.1μm，而瓦斯气体的吸收谱线远窄于0.02μm。瓦斯在波长1.6μm-1.7μm的吸收谱线如下图所示。 由于检测谱线宽度远大于吸收谱线，即光谱中被吸收的成份很小，不利于高灵敏度检测。如果选择瓦斯吸收峰的窄带波长，则可获得大的检测对比度。但是选择单一波长则会由于模式噪声造成严重的干涉噪声，为了避免这个问题可以采用梳状滤波器来选择多个瓦斯峰位谱线，以降低光源的相干性，降低模式噪声。

瓦斯气体浓度的检测在煤炭、化工、石油和其它工业，尤其在矿物质的开采中极为重要。瓦斯气体是一种可燃、可爆性气体，其爆炸上限为１５Vol％，下限为 5Vol％。 其引发的事故在矿山开采历史上造成了极大的危害。很久以来各国科学工作者对瓦斯浓度的测量作了不懈的努力。现已研制出的干式、湿式气敏元件、热电阻瓦斯传 感器、半导体气敏元件等都在瓦斯浓度检测中起到了良好的作用，大大降低了瓦斯事故发生率。 近几年来，光导纤维传感技术在世界上逐渐兴起。光纤传感器具有一些常规传感器无可比拟的优点，如灵敏度高，响应速度快，动态范围大，防电磁干扰，超高绝 缘，无源性，防燃防爆，适于远距离遥测，体积小,可灵活柔性挠曲等，很适于在恶劣和危险环境中应用，因而得到广泛重视。光纤瓦斯传感器的研究起步较晚，直 到上世纪八十年代才有人报导了光纤瓦斯检测的实验。现在瓦斯检测的方法主要有两种，一是利用瓦斯气体的光谱吸收检测浓度；二是利用瓦斯浓度和折射率的关系 用干涉法测折射率。 单波长吸收比较型 吸收法的基本原理均是基于光谱吸收，不同的物质具有不同特征吸收谱线。单波长吸收比较型属吸收光谱型传感器，根据Lambert定律：I=I0e-μcL 其中I，I0为吸收后和吸收前射线强度 μ为吸收系数 L为介质厚度 c为介质的浓度 从上式可以看出，根据透射和人射光强之比，可以得知气体的浓度。单波长吸收比较型的原理图见图１。 选择合适波长的光源。脉冲发生器使激光器发出脉冲光，或采用快速斩波器将连续光转变成脉冲光（斩波频率为数KHz），经透镜耦合进入光纤，并传输到远处放 置的待测气体吸收盒，由气体吸收盒输出的光经接收光纤传回。干涉滤光片选取瓦斯吸收率最强的谱线，由检测器接收，经锁相放大器后送入计算机处理，根据强度 的变化测量瓦斯浓度。 窄带谱线吸收型 瓦斯传感系统中，检测器所检测的光，其谱线宽度一般为0.02μm-0.1μm，而瓦斯气体的吸收谱线远窄于0.02μm。瓦斯在波长1.6μm-1.7μm的吸收谱线如下图所示。 由于检测谱线宽度远大于吸收谱线，即光谱中被吸收的成份很小，不利于高灵敏度检测。如果选择瓦斯吸收峰的窄带波长，则可获得大的检测对比度。但是选择单一 波长则会由于模式噪声造成严重的干涉噪声，为了避免这个问题可以采用梳状滤波器来选择多个瓦斯峰位谱线，以降低光源的相干性，降低模式噪声。

摘　要:煤矿中的突发事故具有一定的随机性和不确定性。利用无线传感器网络采集矿井中的温湿度和瓦斯体积分数数据,再将这些数据通过无线网络传输到矿井上的环境监测中心,并把这些数据通过动态曲线的形式实时直观地示出来 尤其是在被监测的瓦斯体积分数超标的时候,还可发出报警信号[img]http://bbs.instrument.com.cn/images/affix.gif[/img][url=http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=199213]无线传感器网络在煤矿环境监测中的应用.rar[/url]

三元配气：甲烷、氢气和空气的混合物各组分浓度测量时，没有甲烷时用氢气传感器（热导式）测量氢气的浓度没有问题，当有甲烷通入时，氢气传感器明显地不好使，氧传感器（电化学）在通入氢气后一段时间后就中毒，不知道怎么做才能解决？

随着石油化学工业的发展，易燃、易爆、有毒气体的种类和应用范围都得到了增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏，将会引发中毒、火灾甚至爆炸事故，严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性，发生泄漏之后，在外部风力和内部浓度梯度的作用下，气体会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害危险区，扩大危害区域。例如，1995年7月，四川省成都市化工总厂液氯车间发生氯气泄漏，当场造成3人死亡，6人受伤，仅约一小时左右，市区范围数十平方公里范围内都能闻到刺激性的氯气味。因此，这类事故具有突发性强、扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生气体泄漏事故，必须尽快采取相应措施进行处置，才能将事故损失降低到最低水平。及时可靠地探测空气中某些气体的含量，及时采取有效措施进行补救，采取正确的处置方法，减少泄漏引发的事故，是避免造成重大财产和人员伤亡的必要条件。这就对气体的检测和监测设备提出了较高的要求。作为一种重要的气体探测器，气体传感器近年来得到了很大的发展。气体传感器的发展使得其应用越来越广泛。本文介绍了气体传感器的发展情况及在气体泄漏事故处置中的应用前景。 1 气体传感器 　　国外从30年代开始研究开发气体传感器。过去气体传感器主要用于煤气、液化石油气、天然气及矿井中的瓦斯气体的检测与报警，目前需要检测的气体种类由原来的还原性气体(H2,C4H10,CH4)等扩展到毒性气体(CO,NO2,H2S,NO,NH3,PH3)等。 　　气体传感器种类繁多。按所用气敏材料及气敏特性不同，可分为半导体式、固体电解质式、电化学式、接触燃烧式、高分子式等。 1.1 半导体气体传感器 　　这种传感器主要使用半导体气敏材料。自从1962年半导体金属氧化物气体传感器问世以来，由于具有灵敏度高、响应快等优点，得到了广泛的应用，目前已成为世界上产量最大、使用最广的传感器之一。按照检测气敏特征量方式不同分为电阻式和非电阻式两种。 　　电阻式半导体气体传感器是通过检测气敏元件随气体含量的变化情况而工作的。主要使用金属氧化物陶瓷气敏材料。随着近年来复合金属氧化物、混合金属氧化物等新型材料的研究和开发，大大提高了这种气体传感器的特性和应用范围。例如：WO3气体传感器可检测NH3的浓度范围为5 ppm～50 ppm,ZnO-CuO气体传感器对200 ppm的CO非常敏感。 　　非电阻式半导体气体传感器是利用气敏元件的电流或电压随气体含量而变化的原理工作的。主要有MOS二极管式和结型二极管式，以及场效应管式气体传感器。检测气体大多为氢气、硅烷等可燃气体。 1.2固体电解质气体传感器 　　固体电解质气体传感器使用固体电解质气敏材料做气敏元件。其原理是气敏材料在通过气体时产生离子，从而形成电动势，测量电动势从而测量气体浓度。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用，几乎打入了石化、环保、矿业等各个领域，仅次于金属氧化物半导体气体传感器。如测量H2S的YST-Au-WO3、测量NH3的NH+4CaCO3等。 1.3接触燃烧式气体传感器 　　可分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式两种。其工作原理是：气敏材料在通电状态下，可燃性气体氧化燃烧或在催化剂作用下氧化燃烧，产生的热量使电热丝升温，从而使其电阻值发生变化，测量电阻变化从而测量气体浓度。这种传感器只能测量可燃气体，对不燃性气体不敏感。例如，在Pt丝上涂敷活性催化剂Rh和Pd等制成的传感器，具有广谱特性，即可以检测各种可燃气体。接触燃烧式气体传感器在环境温度下非常稳定，并能对爆炸下限的绝大多数可燃性气体进行检测，普遍应用于石油化工厂、造船厂、矿井隧道、浴室、厨房等处的可燃性气体的监测和报警。 1.4 高分子气体传感器 　　利用高分子气敏材料的气体传感器近年来得到了很大的发展。高分子气敏材料在遇到特定气体时，其电阻、介电常数、材料表面声波传播速度和频率、材料重量等物理性能发生变化。主要有酞菁聚合物、LB膜、苯菁基乙炔、聚乙烯醇-磷酸、聚异丁烯、氨基十一烷基硅烷等。高分子气敏材料由于具有易*作性、工艺简单、常温选择性好、价格低廉、易与微结构传感器和声表面波器件相结合，在毒性气体和食品鲜度等方面的检测中具有重要作用。根据所用材料的气敏特性，这类传感器可分为：通过测量气敏材料的电阻来测量气体浓度的高分子电阻式气体传感器；根据气敏材料吸收气体时形成浓差电池，测量电动势来确定气体浓度的浓差电池式气体传感器；根据高分子气敏材料吸收气体后声波在材料表面传播速度或频率发生变化的原理制成的声表面波气体传感器；以及根据高分子气敏材料吸收气体后重量变化而制成的石英振子式气体传感器等。高分子气体传感器具有对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。

众所周知，从气体性质上讲CO2是无毒的，二氧化碳在新鲜空气中含量约为0.03%，人生活在这个空间，不会受到危害；但是，如果室内聚集着很多人，而且空气不流通，或者室内有煤气、液化石油气及煤火炉燃烧，使空气中氧气含量相对减少，产生大量二氧化碳，室内人员就会出现不同程度的中毒症状。国标规定，人群滞留较长的公共场所二氧化碳不得超过0.07-0.10%，短期滞留场所不得超过0.15%。当CO2浓度达到1000-1500ppm时，属于临界空气，人体开始感觉不适；当CO2浓度达到1500-2000ppm时，属于轻度污染，超过2000ppm属于严重污染，人体感觉四肢乏力；当CO2浓度达到3%-4％时，人呼吸加深，出现头疼、耳鸣、血压增加等症状；当CO2浓度达到8%-10%时，会导致人呼吸困难、脉搏加快、全身无力、意识不清；当CO2浓度达到10%-20%时，可能会出现死亡。因此，在室内检测环境质量，特别是人口密集的场所，实时监测CO2浓度、定期通风换气很有必要。根据相关标准，室内二氧化碳气体的浓度和通风率之间有着密切的关系。无论是在空间内，人多或是少的情况下，此系统能有效地节约宝贵的能源和保持室内良好的空气品质。一般上，安装以二氧化碳气体传感器控制为基础的通风控制系统带来的好处显现，设备的投资可在两年内由所节省的能源得到回报。对于较大的楼宇自控公司，各自均已经有了一套完整的通风控制解决方案。楼宇自控中的传感器的主要功能就是为了使整个大楼更安全、节能、舒适。而二氧化碳传感器和其它传感器一样，都属于最底层。它们把自己所测到的值通过数字或模拟信号，传送给数据采集器。之后再通过数据采集器传给中央处理器。中央处理器再通过控制器来控制各设备的动作。通过中央处理器，二氧化碳传感器的主要功能就是调节大楼里的新风量，以保持室内空气清新。节约空调和通风机的能量消耗。[img=113545197,469,259]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2018/02/113545197.jpg[/img]会议室CO2浓度实时监测目前有很多智能家居方案商苦寻一款合适的二氧化碳传感器，在这里深圳工采网推荐进口红外原理二氧化碳传感器——CDM7160。[b]CO2传感器CDM7160简介：[/b][img=日本FIGARO 红外二氧化碳传感器(NDIR CO2传感器),300,300]http://www.isweek.cn/Thumbs/300/0170920/59c234ce2f6f3.jpg[/img]CO2传感器CDM7160是由日本费加罗公司推出的一款紧凑型NDIR原理二氧化碳传感器，具有体积小、低功耗、高精度，寿命长等优点；采用双传感器，保证绝对测量，长期性能稳定且无需维护； 带UART/I2C 双数字通讯接口，可以进行单独校准；[b]传感器重要参数[/b]：检测范围：300-5000ppm供电电压：5v±0.25v DC平均功耗：10mW工作温度：0-50℃预期寿命：5年精度：±（实测50ppm+3%）尺寸：32*17*7.4（mm）CO2传感器CDM7160是目前世界上最小体积的红外二氧化碳传感器，由于采用了双传感器，可以避免光路变化对检测结果的影响，另外，CDM7160还自带PWM输出功能，将CO2浓度以占空比的形式通过CMOS输出。因此，性能优异、设计精致的二氧化碳传感器—CDM7160，无疑是室内CO2浓度检测的极佳选择。

[align=center]气体传感器是将气体浓度转换成电信号的部件。在二次开发和升级之后，气体传感器的电信号可以转换成数字信号。人们可以方便地直接检查气体浓度值。[/align]气体探测器的核心部分。气体传感器属于核心部件，不能直接使用。由于传感器信号很小，它只能输出nA电平信号，这很难收集。每个传感器的一致性不同，管理起来不方便。最后它也容易受到温度和湿度的干扰，并且这些值容易出现偏差。原始传感器给用户带来很多不便。没有开发经验的用户不仅开发不好，即使开发出来，检测价值也不稳定，这不仅浪费时间和精力，而且还延误了项目的进度，这不符合成本效益。有许多类型的气体和不同的属性，因此有许多类型的气体传感器。根据待测气体的性质，可分为：用于检测易燃易爆气体的传感器，如氢气、一氧化碳、气体、汽油挥发性气体等 用于检测有毒气体的传感器，如氯、硫化氢、胂 用于检测工业过程气体的传感器，例如氧气中的二氧化碳、炼钢炉中的热处理炉 用于检测大气污染的传感器，如NOx、 CH4、 O3形成酸雨，甲醛等家庭污染。根据气体传感器的结构，可分为干式和湿式 根据传感器的输出，它可以分为两种类型：电阻型和电阻型 根据测试机构的说法，它可分为电化学方法、，电法、，光学方法、化学法等几种类型。气体传感器是气体检测系统的核心，通常安装在探头中。基本上，气体传感器是将特定气体体积分数转换成相应电信号的换能器。探针通过气体传感器调节气体样品，通常包括过滤杂质和干扰气体。、干燥或冷却、样品吸入，甚至样品的化学处理，以便化学传感器更快地进行测量。因此，为了便于信号采集和统一管理，SZC利用其独特的核心技术和多年的传感器技术经验，开发出智能气体传感器模块。气体传感器已经开发和升级。通过比较、采样步骤、滤波、校准、信号放大、温湿度补偿，沉国安智能气体传感器模块已经开发完成。沉国安智能气体传感器模块可以对应数千种气体，每种气体对应数十种气体检测范围。对于该产品系列，智能传感器模块可达数万个。根据用户的情况和选择，沉国安只能根据用户的情况制作适合用户的智能传感器模块。这是沉国安产品独家销售的原因之一。气体传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨ph传感器丨水管温度传感器丨[/color]气体压力传感器[color=#333333]丨气压感应器丨[/color][color=#333333]电化学传感器丨数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨h2传感器丨风速传感器丨超声波液位传感器[/color][color=#333333]丨流量传感器[/color][color=#333333]丨压电薄膜传感器丨微型压力传感器丨[/color]湿度传感器[color=#333333]丨[/color]气体传感器https://mall.ofweek.com/category_11.html[color=#333333]丨电流传感器丨[/color]微型传感器[color=#333333]丨壁挂式温度变送器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]一氧化碳传感器丨[/color][color=#333333]氧气传感器丨[/color][color=#333333]超声波传感器丨光纤传感器丨[/color][color=#333333]超声波风速传感器丨[/color][color=#333333]压阻式压力变送器丨[/color][color=#333333]voc传感器丨称重传感[/color][color=#333333]器[/color][color=#333333]丨气压传感器丨[/color][color=#333333]硫化氢传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨二[/color][color=#333333]氧化碳传感器丨百分氧传感器丨[/color][color=#333333]co2气体传感器丨位置传感器丨[/color][color=#333333]bm传感器丨风速传感器丨电流传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]气压传感器丨压力传感器丨meas压力[/color][color=#333333]传感器丨传感器https://mall.ofweek.com/category_5.html丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨一氧化氮传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨电流氧传感器[/color]

在网上查了一下目前市场上氧气传感器的测试原理，主要有以下几种：电化学氧气分析仪—— 采用完全密封的燃料电池氧传感器是当前国际上最先进的测氧方法之一。燃料池氧传感器是由高活性的氧电极和铅电极构成，浸没在KOH的溶液中。在阴极氧被还原成氢氧根离子，而在阳极铅被氧化。 O2+2H2O+4e=4OH- 2Pb+4OH=2Pb(OH)2+4e KOH溶液与外界有一层高分子薄膜隔开，样气不直接进入传感器，因而溶液与铅电极不需定期清洗或更换。样气中的氧分子通过高分子薄膜扩散到氧电极中进行电化学反应，电化学反应中产生的电流决定于扩散到氧电极的氧分子数，而氧的扩散速率又正比于样气中的氧含量，这样，该传感器输出信号大小只与样气中的氧含量相关，而与通过传感器的气体总量无关。通过外部电路的连接，反应中的电荷转移即电流的大小与参加反应的氧成正比例关系。 采用此方法进行测氧，可以不受被测气体中还原性气体的影响，免去了许多的样气处理系统。它比老式“金网-铅”原电池测氧更快速，不需要漫长的开机吹除过程，“金网-铅”原电池样气直接进入溶液中，导致仪器的维护量很大，而燃料电池法样气不直接进入溶液中，传感器可以非常稳定可靠的工作很长时间。事实上， 燃料电池氧传感器是完全免维护的。磁氧分析仪—— 是利用常温下，氧气分子的顺磁性的原理，也就是可以被磁场吸引的原理制作的，这种仪器对氧气有独特的选择性，其他气体几乎没有干扰（NOx干扰，但不严重），它分为：1、热磁式，2、磁机械式－－两种基本结构。热磁式是利用被加热的氧气会失去顺磁性的原理制造的，由于冷的顺磁的氧气不断被吸引到磁场里，而热的反磁的氧气不断被挤出磁场，形成所谓的“氧风”，测定这个氧风的强度，就可以换算出氧的浓度。热磁式氧分析仪虽然具有结构简单、便于制造和调整等优点，但也具有反应速度慢、测量误差大、容易发生测量环室堵塞和热敏元件腐蚀严重等缺点。磁机械式的也是利用相似的原理制造的，空心的不含氧气的石英泡在强磁场附近，不会受到磁场的吸引，而当环境中有氧气存在时，氧被磁场吸引，它必然将石英泡向磁场外排挤，测定这个排挤的力的大小，就可以换算出氧的浓度。磁机械式的氧气分析仪的精度更高一些，它甚至可以测定PPM级的氧浓度，功耗小，耐腐蚀，但是怕震动，价格贵。 二氧化锆式氧传感器—— 多孔体固体电解质内。温度较高时，氧气发生电离。只要锆管内外侧氧含量不一样，存在氧浓度差，则在固体电解质内部氧离子从大气一侧向排气一侧扩散，使锆管形成微电池，在锆管铂极间产生电压。 当混合气体稀时，排气中氧含量多，两侧氧浓度差小，产生的电压小；当混合气体浓时，排气中氧含量少，CO、HC、H2的含量较多，这些成分在锆管外表面的铂的催化作用下，与氧发生反应，消耗废气中残余的氧，使锆管外表面氧浓度变成零，这样使得锆管内、外两侧的氧浓度差突然增大，两极间产生的电压也增大。二氧化钛式氧传感器—— 电控单元ECU将一个恒定的IV电压加在二氧化钛氧传感器的正极，并将传感器负极上的电压降与电控单元控制程序中设定的参考电压相比较。发动机混合气浓度变化时，排出的废气中的氧分子含量也发生变化，氧传感器的电阻也随之改变，使得与电控单元连接的氧传感器负极上的电压降也产生变化。 当发动机的可燃混合气浓（A／F14.7）时，排气中氧含量高，氧化钛管外表面氧浓度大，二氧化钛呈现高电阻。电阻在混合气空燃比理论空燃比14.7（过量空气系数约为1）时产生突变。通过这样的反馈控制，使混合器的浓度保持在理论空燃比附近的狭小范围内。铅氧电池的测试精度与铅的纯度关系密切，之前用过这种传感器，他们做标线的时候用两条直线近似替代对数曲线，其测量值与实际值差别比较大。[color=#DC143C]请教大家：这些传感器有没有特定的适用范围？哪些牌子和型号的传感器测试精度比较高，使用寿命比较长？[/color]

电流氧传感器一般都是比较稳定的，一般是通过气体扩散控制供给阴极的氧而得到期限电流，OFweek Mall针对电流氧传感器做了详细的概述，包括电流氧传感器工作原理、参数等。一、极限电流氧传感器SO-D0-020-A100C描述：SO-D0-020-A100C是极限电流氧传感器，量程为0.01%~2%，线长1米，最低可以检测100ppm的氧气，微量氧传感器SO-D0-020-A100C广泛用于金属激光烧结3D打印机、制氮、发酵等领域。二、极限电流电流氧传感器SO-D0-020-A100C工作原理:因为在氧化锆电解质中电流的载体是氧离子，所以当电压施加到氧化锆电解槽时，氧气通过氧化锆盘被抽到阳极。如果给电解槽阴极加上一个带孔的盖子，氧气流向阴极的速率就会受到限制。受到这个速率的限制，随着所施加的电压逐渐增加，电解槽内的电流会达到饱和。这个饱和电流被称为极限电流，它与周边环境中的氧气浓度成正比。三、极限电流氧传感器SO-D0-020-A100C应用:医疗：氧气浓缩器、恒温箱实验室：惰性气体处理柜（手套式操作箱）、细菌培养箱食品产业：包装、食品检验、监控水果成熟过程(储存/运输)家庭/烹饪：自动化烘焙/烘烤（高温100℃）测量技术：固定式/便携式氧气测量仪、在控制氧含量的情况下进行测量、空气调节和流通安全技术/监控：防火（氮气增加，例如服务器机房）、温室，酒窖、气体贮藏，精炼厂、潜水、发酵单元电气工业：惰性气体处理器和柜、惰性气体焊接监控、在氮气增加的情况下进行储存（防氧化）、干燥设备、氮气浓缩器、废气测量四、极限电流氧传感器SO-D0-020-A100C特点:可以测试100~20000ppm的氧气浓度高精度多款型号呈线性特征传感器信号对温度的依赖性小交叉灵敏度低使用寿命长在多数情况下只需进行一次“单点校准”五、电流氧传感器SO-D0-020-A100C特性数据:测量气体氧气测量介质气体测量原理极限电流氧传感器测量范围0,01~2,0%响应时间(t90)2~25秒(取决于电流氧传感器类型，气流量，测量室)传感器电压0,7~1,6伏特加热电压3.6~4.4伏特功耗1.3~1.8瓦特(取决于应用和封装)冷电阻R(25°C)=3.25Ω±0.20Ω预热时间至少30s最高工作温度350℃取决于电缆和过滤器总成允许流量100~500（250最佳）寿命(MTTF)20.000小时(*)电流氧传感器包含范围：[color=#333333]气体流量传感器丨微型压力传感器丨绝对压力变送器丨微量氧传感器丨[/color][color=#333333]数字温湿度[/color][color=#333333]传感器丨煤气检测传感器丨气压感应器丨一氧化碳传感器丨h2传感器丨压阻式压力变送器丨硫化氢传感器丨co2气体传感器丨光离子传感器丨ph3传感器丨百分氧传感器丨bm传感器[/color][color=#333333]丨[/color][color=#333333]风速传感器丨voc传感器丨[/color][color=#333333]光纤应变传感器[/color][color=#333333]丨位置传感器丨[/color][color=#333333]meas压力[/color][color=#333333]传感器丨[/color][color=#333333]称重传感[/color][color=#333333]器丨甲烷传感器丨微流量传感器丨光纤应变传感器丨称重传感器丨三合一传感器丨sst传感器丨gss传感器丨ch4传感器丨氟利昂传感器丨硫化物传感器丨o3传感器丨双气传感器丨一氧化氮传感器丨透明度传感器丨二氧化硫传感器丨氰化氢传感器丨煤气检测传感器丨燃气检测传感器丨[url=http://mall.ofweek.com/1787.html]电流氧传感器[/url][/color]

中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道，美国普渡大学等机构的研究人员制成了新型生物传感器，能够以非侵入的方式进行糖尿病测试，探测出人体唾液和眼泪中极低的葡萄糖浓度。这项技术无需过于繁复的生产步骤，从而可降低传感器的制造成本，并可能帮助消除或降低利用针刺进行糖尿病测试的几率。相关研究论文发表在《先进功能材料》杂志上。 目前的大多数传感器都能测量血液中的葡萄糖，但却不能探测眼泪和唾液中的葡萄糖浓度，而新方法能够应用于唾液、眼泪、血液和尿液中，这在之前还未被证实过。 新型生物传感器包括3个主要部分：石墨烯制成的纳米片层、铂纳米粒子和葡萄糖氧化酶。其中的纳米片仿若微小的玫瑰花瓣，每片花瓣均包含着多个堆叠的石墨烯层。花瓣的边缘也悬挂着不完整的化学键，使铂纳米粒子可以附着在这里。纳米片和铂纳米粒子相结合能够形成电极，随后葡萄糖氧化酶也可附着在铂纳米粒子上。酶能将葡萄糖转化为过氧化物，并且在电极上产生一个信号。 通常情况下，在获得具有纳米结构的生物传感器成品前，需要经历复杂的处理步骤，其中包括光刻、化学处理、蚀刻等。而这些纳米片花瓣的好处就是，它们能够在任一表面上生长，也无需经历这些步骤，因此可称得上是商业化的理想选择。 除了糖尿病测试，此项技术还可用于感测多种化合物以契合其他的医疗状况。例如可将葡萄糖氧化酶替换为谷氨酸氧化酶来测量神经递质谷氨酸，以进行帕金森症和阿尔茨海默症的测试，或是使用乙醇氧化酶来监测体内的酒精。其不仅应用范围很广，同时还兼具快速和便携的优势。 研究人员称，这是首次在这么宽的检测范围内发现如此低的传感极限。这种探测器能探测到浓度为0.3微摩尔的葡萄糖，比其他基于石墨烯、碳纳米管或金属纳米粒子等材质的电气化学生物传感器更为敏感。 此外，这款传感器还能区分源自葡萄糖和其他化合物的信号，如一般存在于血液中的尿酸、抗坏血酸和对乙酰氨基酚等化合物，其通常会导致对传感器的干扰。此外，这些化合物还具有电化学活性，这意味它们自己就能产生电子信号，而不用像葡萄糖一样，需要和酶发生反应后才能生成单个信号。（张巍巍） 《科技日报》（2012-8-28 一版）

FWT系列在线密度和浓度传感器可实时在线的进行密度（浓度）检测。也可以作为监测和密度相关的如：基本密度、波美度，°API、白利糖度以及浓度百分比、质量百分比、体积百分比、比重等参数的传感器使用。FWT在线密度和浓度传感器,它可以运用于以密度为基本参数产品的过程控制或者以固体百分比或浓度百分比为参照质量控制中。典型行业包括，石油化工行业，酿酒业，食品行业，制药行业和矿物加工（如粘土，碳酸盐、硅酸盐等），具体应用于以上行业中的多产品管道中的界面检测，搅拌混合物的密度检测，反应釜终点监测，离析器界面检测，应用于很宽范围的工作温度,工作压力以及流体粘度变化 FWT在线密度和浓度传感器采用法兰插入式安装和三通螺纹安装等形式，广泛适用于管路，开阔的罐体容器和封闭的罐体容器中的介质密度检测。传感器内置温度传感器为其提供温度补偿。具有简洁的工业在线安装方式，无须特殊安装. 适用多种流体。本产品不适用于：絮状溶液(如纸浆等)。 测量原理：传感器是根据元器件振动原理而设计，叉体被稳定在固有谐振频率上。当介质流经叉体时，因介质质量的改变，引起谐振频率的变化。根据谐振频率变化来判断被测液体的密度值。介质的密度的均方根与振动频率变化量符合线性关系 。技术参数测量参数密度/温度响应时间0.5S分辨率0.5CP测量范围精度电源输出联接方式被测流体运行环境maxDC24V或DC12V0.5A1型.频率2型,RS485温度压力粘度A型0.5- 2.5 g /cc2%FS螺纹M36*1580℃40bar1000cpB型2%FS100℃40bar20000cpC型2%FS法兰180℃40bar20000cp1.输 出： 1型： 频率信号500-2000HZ （高电平5V方波 ） 2型: RS485(MODBUS-RTU)（参数：频率值和温度2 材 料： 探头316L不锈钢；壳体304或316L不锈钢3探头联结： 螺纹联接（基本型）M36×1.5mm /标准法兰联接4.内置PT100温度传感器

气体传感器是用来检测气体的成份和含量的传感器。在上世纪70年代，气体传感器就成为传感器的一个大系列，属于化学传感器的一个分支。目前市场上流行的气体传感器分为： 半导体式气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导池式气体传感器、电化学式气体传感器、红外线气体传感器、磁性氧气传感器、检测仪中的0-100% LEL与0-n PPM、其他。下边介绍下半体导体式气传感器:半体导体式气传感器它是利用一些金属氧化物半导体材料，在一定温度下，电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的。我公司生产的氧化锆氧分析仪采用的是氧化锆锆管，被测气体（烟气）通过传感器进入氧化锆管的内侧，参比气体（空气）通过自然对流进入传感器的外侧，当锆管内外侧的氧浓度不同时在氧化锆管内外侧产生氧浓差电势（在参比气体确定情况下，氧化锆输出的氧浓差电势与传感器的工作温度和被测气体浓度呈函数对应关系）该氧浓差电动势经显示仪表转化成与被测烟气含氧量呈线性关系的标准信号供显示和输出。半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测。尤其是，这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。缺点：稳定性较差，受环境影响较大；尤其，每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。因此，不宜应用于计量准确要求的场所。我公司产的氧化锆氧分析仪已经达到了日本、美国、德国、韩国等国际水平。

目前按照气敏特性来分，气体传感器主要分为：半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。 一、半导体型气体传感器的优缺点自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。 二、半导体传感器需要加热的原因半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。 三、电化学气体传感器的工作原理 电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。不足之处是有寿命的限制一般为两年。 四、半导体传感器和电化学传感器的区别 半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。 五、固态电解质气体传感器 顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。它介于半导体和电化学之间。选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。 六、接触燃烧式气体传感器 接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。 七、光学式气体传感器光学式气体传感器主要包括红外吸收型、光谱吸收型、荧光型等等，主要以红外吸收型为主。由于不同气体对红外波吸收程度不同，通过测量红外吸收波长来检测气体。目前因为它的结构关系一般造价颇高。

一、 引言 从1962年，Clark和Lyons最先提出生物传感器的设想距今已有40 年。生物传感器在发酵工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。在最初15年里，生物传感器主要是以研制酶电极制作的生物传感器为主，但是由于酶的价格昂贵并不够稳定，因此以酶作为敏感材料的传感器，其应用受到一定的限制。 近些年来，微生物固定化技术的不断发展，产生了微生物电极。微生物电极以微生物活体作为分子识别元件，与酶电极相比有其独到之处。它可以克服价格昂贵、提取困难及不稳定等弱点。此外，还可以同时利用微生物体内的辅酶处理复杂反应。而目前，光纤生物传感器的应用也越来越广泛。而且随着聚合酶链式反应技术（PCR）的发展，应 用PCR的DNA生物传感器也越来越多。 二、 研究现状及主要应用领域 1、 发酵工业各种生物传感器中，微生物传感器最适合发酵工业的测定。因为发酵过程中常存在对酶的干扰物质，并且发酵液往往不是清澈透明的，不适用于光谱等方法测定。而应用微生物传感器则极有可能消除干扰，并且不受发酵液混浊程度的限制。同时，由于发酵工业是大规模的生产，微生物传感器其成本低设备简单的特点使其具有极大的优势。 (1). 原材料及代谢产物的测定 微生物传感器可用于原材料如糖蜜、乙酸等的测定，代谢产物如头孢霉素、谷氨酸、甲酸、甲烷、醇类、青霉素、乳酸等的测定。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。 在各种原材料中葡萄糖的测定对过程控制尤其重要，用荧光假单胞菌（Psoudomonas fluorescens）代谢消耗葡萄糖的作用，通过氧电极进行检测，可以估计葡萄糖的浓度。这种微生物电极和葡萄糖酶电极型相比，测定结果是类似的，而微生物电极灵敏度高，重复实用性好，而且不必使用昂贵的葡萄糖酶。 当乙酸用作碳源进行微生物培养时，乙酸含量高于某一浓度会抑制微生物的生长，因此需要在线测定。用固定化酵母（Trichosporon brassicae），透气膜和氧电极组成的微生物传感器可以测定乙酸的浓度。 此外，还有用大肠杆菌（E.coli）组合二氧化碳气敏电极，可以构成测定谷氨酸的微生物传感器，将柠檬酸杆菌完整细胞固定化在胶原蛋白膜内，由细菌—胶原蛋白膜反应器和组合式玻璃电极构成的微生物传感器可应用于发酵液中头孢酶素的测定等等。 (2). 微生物细胞总数的测定 在发酵控制方面，一直需要直接测定细胞数目的简单而连续的方法。人们发现在阳极表面，细菌可以直接被氧化并产生电流。这种电化学系统已应用于细胞数目的测定，其结果与传统的菌斑计数法测细胞数是相同的。 (3). 代谢试验的鉴定 传统的微生物代谢类型的鉴定都是根据微生物在某种培养基上的生长情况进行的。这些实验方法需要较长的培养时间和专门的技术。微生物对底物的同化作用可以通过其呼吸活性进行测定。用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。因此，可以用微生物传感器来测定微生物的代谢特征。这个系统已用于微生物的简单鉴定、微生物培养基的选择、微生物酶活性的测定、废水中可被生物降解的物质估计、用于废水处理的微生物选择、活性污泥的同化作用试验、生物降解物的确定、微生物的保存方法选择等。 2、 环境监测 (1). 生化需氧量的测定生化需氧量（biochemical oxygen demand –BOD）的测定是监测水体被有机物污染状况的最常用指标。常规的BOD测定需要5天的培养期，操作复杂、重复性差、耗时耗力、干扰性大，不宜现场监测，所以迫切需要一种操作简单、快速准确、自动化程度高、适用广的新方法来测定。目前，有研究人员分离了两种新的酵母菌种SPT1和SPT2，并将其固定在玻璃碳极上以构成微生物传感器用于测量BOD，其重复性在＆#177;10%以内。将该传感器用于测量纸浆厂污水中BOD的测定，其测量最小值可达2 mg/l，所用时间为5min。还有一种新的微生物传感器，用耐高渗透压的酵母菌种作为敏感材料，在高渗透压下可以正常工作。并且其菌株可长期干燥保存，浸泡后即恢复活性，为海水中BOD的测定提供了快捷简便的方法。 除了微生物传感器，还有一种光纤生物传感器已经研制出来用于测定河水中较低的BOD值。该传感器的反应时间是15min，最适工作条件为30＆#176;C，pH=7。这个传感器系统几乎不受氯离子的影响（在1000mg/l范围内），并且不被重金属（Fe3+、Cu2+、Mn2+、Cr3+、Zn2+）所影响。该传感器已经应用于河水BOD的测定，并且获得了较好的结果。 现在有一种将BOD生物传感器经过光处理（即以TiO2作为半导体，用6 W灯照射约4min）后，灵敏度大大提高，很适用于河水中较低BOD的测量。同时，一种紧凑的光学生物传感器已经发展出来用于同时测量多重样品的BOD值。它使用三对发光二极管和硅光电二极管，假单胞细菌（Pseudomonas fluorescens）用光致交联的树脂固定在反应器的底层，该测量方法既迅速又简便，在4℃下可使用六周，已经用于工厂废水处理的过程中。 (2). 各种污染物的测定常用的重要污染指标有氨、亚硝酸盐、硫化物、磷酸盐、致癌物质与致变物质、重金属离子、酚类化合物、表面活性剂等物质的浓度。目前已经研制出了多种测量各类污染物的生物传感器并已投入实际应用中了。 测量氨和硝酸盐的微生物传感器，多是用从废水处理装置中分离出来的硝化细菌和氧电极组合构成。目前有一种微生物传感器可以在黑暗和有光的条件下测量硝酸盐和亚硝酸盐(NOx-)，它在盐环境下的测量使得它可以不受其他种类的氮的氧化物的影响。用它对河口的NOx-进行了测量，其效果较好。 硫化物的测定是用从硫铁矿附近酸性土壤中分离筛选得到的专性、自养、好氧性氧化硫硫杆菌制成的微生物传感器。在pH=2.5、31℃时一周测量200余次，活性保持不变，两周后活性降低20%。传感器寿命为7天，其设备简单，成本低，操作方便。目前还有用一种光微生物电极测硫化物含量，所用细菌是Chromatium.SP，与氢电极连接构成。 最近科学家们在污染区分离出一种能够发荧光的细菌，此种细菌含有荧光基因，在污染源的刺激下能够产生荧光蛋白，从而发出荧光。可以通过遗传工程的方法将这种基因导入合适的细菌内，制成微生物传感器，用于环境监测。现在已经将荧光素酶导入大肠杆菌（E.coli）中，用来检测砷的有毒化合物。 水体中酚类和表面活性剂的浓度测定已经有了很大的发展。目前，有9种革兰氏阴性细菌从西西伯利亚石油盆地的土壤中分离出来，以酚作为唯一的碳源和能源。这些菌种可以提高生物传感器的感受器部分的灵敏度。它对酚的监测极限为5

首先介绍的是红外式传感器和光离子气体传感器。红外式传感器是利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，具有抗中毒性好，反应灵敏，对大多数碳氢化合物都有反应。PID光离子化气体传感器由紫外灯光源和离子室等主要部分构成，在离子室有正负电极，形成电场，待测气体在紫外灯的照射下离子化，生成正负离子，在电极间形成电流，经放大输出信号，PID具有灵敏度高，无中毒问题，安全可靠等优点。 其实介绍的是催化燃烧式传感器，催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理之一，具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理，感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧，使温度使感应电阻的阻值发生变化，打破电桥平衡，使之输出稳定的电流信号，再经过后期电路的放大、稳定和处理最终显示可靠的数值。 最后介绍的是定电位电解式气体传感器，定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术，此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器在一个塑料制成的筒状池体内，安装工作电极、对电极和参比电极，在电极之间充满电解液，由多孔四氟乙烯做成的隔膜，在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接，在电极之间施加了一定的电位，使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应，在对电极发生还原或氧化反应，电极的平衡电位发生变化，变化值与气体浓度成正比。

电化学生物传感器　　 传感器与通信系统和计算机共同构成现代信息处理系统。传感器相当于人的感官,是计算机与自然界及社会的接口,是为计算机提供信息的工具。　　 传感器通常由敏感(识别)元件、转换元件、电子线路及相应结构附件组成。生物传感器是指用固定化的生物体成分(酶、抗原、抗体、激素等)或生物体本身(细胞、细胞器、组织等)作为感元件的传感器。电化学生物传感器则是指由生物材料作为敏感元件,电极(固体电极、离子选择性电极、气敏电极等)作为转换元件,以电势或电流为特征检测信号的传感器。图1是电化学生物传感器基本构成示意图。由于使用生物材料作为传感器的敏感元件,所以电化学生物传感器具有高度选择性,是快速、直接获取复杂体系组成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技术、食品工业、临床检测、医药工业、生物医学、环境分析等领域获得实际应用。　　 根据作为敏感元件所用生物材料的不同,电化学生物传感器分为酶电极传感器、微生物电极传感器、电化学免疫传感器、组织电极与细胞器电极传感器、电化学ＤＮＡ传感器等。(1)　酶电极传感器　　 以葡萄糖氧化酶(ＧＯＤ)电极为例简述其工作原理。在ＧＯＤ的催化下,葡萄糖(Ｃ6Ｈ12Ｏ6)被氧氧化生成葡萄糖酸(Ｃ6Ｈ12Ｏ7)和过氧化氢:　　 根据上述反应,显然可通过氧电极(测氧的消耗)、过氧化氢电极(测Ｈ2Ｏ2的产生)和ｐＨ电极(测酸度变化)来间接测定葡萄糖的含量。因此只要将ＧＯＤ固定在上述电极表面即可构成测葡萄糖的ＧＯＤ传感器。这便是所谓的第一代酶电极传感器。这种传感器由于是间接测定法,故干扰因素较多。第二代酶电极传感器是采用氧化还原电子媒介体在酶的氧化还原活性中心与电极之间传递电子。第二代酶电极传感器可不受测定体系的限制,测量浓度线性范围较宽,干扰少。现在不少研究者又在努力发展第三代酶电极传感器,即酶的氧化还原活性中心直接和电极表面交换电子的酶电极传感器。　　目前已有的商品酶电极传感器包括:ＧＯＤ电极传感器、Ｌ 乳酸单氧化酶电极传感器、尿酸酶电极传感器等。在研究中的酶电极传感器则非常多。(2)　微生物电极传感器　　　 由于离析酶的价格昂贵且稳定性较差,限制了其在电化学生物传感器中的应用,从而使研究者想到直接利用活的微生物来作为分子识别元件的敏感材料。这种将微生物(常用的主要是细菌和酵母菌)作为敏感材料固定在电极表面构成的电化学生物传感器称为微生物电极传感器。其工作原理大致可分为三种类型:其一,利用微生物体内含有的酶(单一酶或复合酶)系来识别分子,这种类型与酶电极类似 其二,利用微生物对有机物的同化作用,通过检测其呼吸活性(摄氧量)的提高,即通过氧电极测量体系中氧的减少间接测定有机物的浓度 其三,通过测定电极敏感的代谢产物间接测定一些能被厌氧微生物所同化的有机物。　　 微生物电极传感器在发酵工业、食品检验、医疗卫生等领域都有应用。例如:在食品发酵过程中测定葡萄糖的佛鲁奥森假单胞菌电极 测定甲烷的鞭毛甲基单胞菌电极 测定抗生素头孢菌素的Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒｆｒｅｕｄｉｉ菌电极等等。微生物电极传感器由于价廉、使用寿命长而具有很好的应用前景,然而它的选择性和长期稳定性等还有待进一步提高。(3)　电化学免疫传感器　　　 抗体对相应抗原具有唯一性识别和结合功能。电化学免疫传感器就是利用这种识别和结合功能将抗体或抗原和电极组合而成的检测装置。　　 根据电化学免疫传感器的结构可将其分为直接型和间接型两类。直接型的特点是在抗体与其相应抗原识别结合的同时将其免疫反应的信息直接转变成电信号。这类传感器在结构上可进一步分为结合型和分离型两种。前者是将抗体或抗原直接固定在电极表面上,传感器与相应的抗体或抗原发生结合的同时产生电势改变 后者是用抗体或抗原制作抗体膜或抗原膜,当其与相应的配基反应时,膜电势发生变化,测定膜电势的电极与膜是分开的。间接型的特点是将抗原和抗体结合的信息转变成另一种中间信息,然后再把这个中间信息转变成电信号。这类传感器在结构上也可进一步分为两种类型:结合型和分离型。前者是将抗体或抗原固定在电极上 而后者抗体或抗原和电极是完全分开的。间接型电化学免疫传感器通常是采用酶或其他电活性化合物进行标记,将被测抗体或抗原的浓度信息加以化学放大,从而达到极高的灵敏度。　　 电化学免疫传感器的例子有:诊断早期妊娠的ｈＣＧ免疫传感器 诊断原发性肝癌的甲胎蛋白(ＡＦＰ或αＦＰ)免疫传感器 测定人血清蛋白(ＨＳＡ)免疫传感器 还有ＩｇＧ免疫传感器、胰岛素免疫传感器等等。(4)　组织电极与细胞器电极传感器　　 直接采用动植物组织薄片作为敏感元件的电化学传感器称组织电极传感器,其原理是利用动植物组织中的酶,优点是酶活性及其稳定性均比离析酶高,材料易于获取,制备简单,使用寿命长等。但在选择性、灵敏度、响应时间等方面还存在不足。　　 动物组织电极主要有:肾组织电极、肝组织电极、肠组织电极、肌肉组织电极、胸腺组织电极等。测定对象主要有:谷氨酰胺、葡萄糖胺 6 磷酸盐、Ｄ 氨基酸、Ｈ2Ｏ2、地高辛、胰岛素、腺苷、ＡＭＰ等。　　植物组织电极敏感元件的选材范围很广,包括不同植物的根、茎、叶、花、果等。植物组织电极制备比动物组织电极更简单,成本更低并易于保存。　　 细胞器电极传感器是利用动植物细胞器作为敏感元件的传感器。细胞器是指存在于细胞内的被膜包围起来的微小“器官”,如线粒体、微粒体、溶酶体、过氧化氢体、叶绿体、氢化酶颗粒、磁粒体等等。其原理是利用细胞器内所含的酶(往往是多酶体系)。(5)　电化学ＤＮＡ传感器　　　 电化学ＤＮＡ传感器是近几年迅速发展起来的一种全新思想的生物传感器。其用途是检测基因及一些能与ＤＮＡ发生特殊相互作用的物质。电化学ＤＮＡ传感器是利用单链ＤＮＡ(ｓｓＤＮＡ)或基因探针作为敏感元件固定在固体电极表面,加上识别杂交信息的电活性指示剂(称为杂交指示剂)共同构成的检测特定基因的装置。其工作原理是利用固定在电极表面的某一特定序列的ｓｓＤＮＡ与溶液中的同源序列的特异识别作用(分子杂交)形成双链ＤＮＡ(ｄｓＤＮＡ)(电极表面性质改变),同时借助一能识别ｓｓＤＮＡ和ｄｓＤＮＡ的杂交指示剂的电流响应信号的改变来达到检测基因的目的。　　 已有检测灵敏度高达10-13ｇ/ｍＬ的电化学ＤＮＡ传感器的报道,Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ等[8]采用一个20聚体的核苷酸探针修饰在金电极上检测了ＰＶＭ623的ＰａｔⅠ片断上的致癌基因ｖ ｍｙｃ。电化学ＤＮＡ传感器离实用化还有相当距离,主要是传感器的稳定性、重现性、灵敏度等都还有待于提高。有关ＤＮＡ修饰电极的研究除对于基因检测有重要意义外,还可将ＤＮＡ修饰电极用于其它生物传感器的研究,用于ＤＮＡ与外源分子间的相互作用研究[9],如抗癌药物筛选、抗癌药物作用机理研究 以及用于检测ＤＮＡ结合分子。无疑,它将成为生物电化学的一个非常有生命力的前沿领域。　　 生物电化学所涉及的面非常广,内容很丰富。以上介绍的只是该交叉学科一些领域的概况。可以相信,随着相关学科的发展,生物电化学将进一步蓬勃发展。

我是一名大四的学生，最近学院的实验室要做一个氢气传感器，用于检测氢气浓度的。我是负责传感器成型后的标定工作的，这也是我的毕业设计项目。我想请教各位朋友，一般的传感器厂家都是利用什么样的系统进行气敏传感器的出厂前的标定的？或者国家相关机构是怎样对这种传感器进行合格检测的？成都有没有进行这种检测分析这样的相关国家机构？也许我的问题太多太泛了，不好回答，或者各位朋友能否给我指一条解决之路，告诉能到哪些相关网站或者机构查询资料？非常感谢！！！！

我用TPS2534做了瓦斯传感器，试验时用一个保鲜盒作简单的气室，但在盖上盒盖和不盖上盒盖的输出电压差别很大，达到了3V，不知道什么原因引起的，还望指点。

在纳米传感器上，每平方厘米阵列能同时并连续监控数千个蛋白结合事件。这种新的传感器芯片比现有芯片有着更高的灵敏度，且能更快提供结果。文章的通讯作者，斯坦福大学材料科学和工程学王善祥教授表示：“你可以在单个芯片上放上数千甚至数万个不同蛋白，并运行蛋白结合实验。” 纳米传感器芯片的优势在于两方面。首先，磁性纳米标签（nanotag）与待研究的蛋白结合，大大提高了监控的灵敏度。其次，研究人员开发出一种分析模型，能够帮助他们根据仅仅几分钟的监控数据来监控相互作用的最终结果。目前的技术一般同时监控不超过4个相互作用，且过程需要几小时。 此研究小组在几年前曾开发出磁性纳米传感器技术，并在微量的小鼠血液中检测到癌症相关的生物标志物。此技术所能检测的血液浓度为其他技术的千分之一，显示出它的灵敏度。 研究人员将纳米标签与待研究的特定蛋白结合。当带标签的蛋白与纳米传感器上固定的其他蛋白结合时，磁性纳米标签改变了纳米传感器周围的磁场，这可被检测器检测到。

所谓[url=https://www.isweek.cn/category_11.html]气体传感器[/url]，是一种可以检查出目视不到的气体存在的传感装置。在以家用天燃气丙烷气体报警器为主的空调与空气洁净器、汽车等领域广泛得到应用。现在工采网小编对4种气体检测原理进行说明。[b][b][b]一、半导体气体传感器工作原理[/b][b]简单的架构[/b][/b][/b][url=http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif][img=shikumi,300,280]http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2021/12/shikumi.gif[/img][/url][b][b][b]STEP1[/b][/b][/b]在洁净的空气中，氧化锡表面吸附的氧会束缚氧化锡中的电子，造成电子难以流动的状态。[b][b][b]STEP2[/b][/b][/b]在泄漏的气体（还原性气体）环境中，表面的氧与还原气体反应后消失，氧化锡中的电子重获自由，受此影响，电子流动通畅。[b][b][b]传感器的检测原理[/b][/b][/b]当氧化锡粒子在数百度的温度下暴露在氧气中时，氧气捕捉粒子中的电子后，吸附于粒子表面。结果，在氧化锡粒子中形成电子耗尽层。由于气体传感器使用的氧化锡粒子一般都很小，因此在空气中整个粒子都将进入电子耗尽层的状态。这种状态称为容衰竭（volume depletion）。相反，把粒子中心部位未能达到耗尽层的状态称为域衰竭（regional depletion）。使氧气分压从零（flat band开始按照小（[O[sup]-[/sup]](Ⅰ)）→中（[O[sup]-[/sup]](Ⅱ)）→大（[O[sup]-[/sup]](Ⅲ)））的顺序上升时，能带结构与电子传导分布的变化如下图所示（[O[sup]-[/sup]]：吸附的氧气浓度）。在容衰竭（volume depletion）状态下，电子耗尽层的厚度变化结束，产生费米能级转换[i][i]p[/i][/i]kT，电子耗尽状态往前推进则[i][i]p[/i][/i]kT增大，后退则pkT缩小。[b][b][b]■ 随着吸附的氧气浓度增加半导体粒子的耗尽状态在推进[/b][/b]能带结构[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu1.jpg[/img][/td][td][table][tr][td]x[/td][td]:[/td][td]半径方向的距离[/td][/tr][tr][td]qV(x)[/td][td]:[/td][td]势垒[/td][/tr][tr][td][i]a[/i][/td][td]:[/td][td]离子半径[/td][/tr][tr][td][O[sup]-[/sup]][/td][td]:[/td][td]吸附氧气的浓度[/td][/tr][tr][td]E[sub]C[/sub][/td][td]:[/td][td]传导带下端[/td][/tr][tr][td]E[sub]F[/sub][/td][td]:[/td][td]费米能级[/td][/tr][tr][td][i]p[/i]kT[/td][td]:[/td][td]费米能级转换[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table][b]传导电子分布[/b][table][tr][td][img]http://www.figaro-china.com/img/development/handoutai/zu2.jpg[/img][/td][td][table][tr][td][e][/td][td]:[/td][td]电子浓度[/td][/tr][tr][td]N[sub]d[/sub][/td][td]:[/td][td]施子密度[/td][/tr][/table][/td][/tr][/table]容衰竭（volume depletion）状态下球状氧化锡粒子表面的电子浓度[e][sub]S[/sub]可用施子密度Nd、粒子半径[i]a[/i]以及德拜长度L[sub]D[/sub]通过式子（1）表示。如果[i]p[/i]增大则[e][sub]S[/sub]减少，[i]p[/i]减少则[e][sub]S[/sub]增大。[e][sub]S[/sub]=N[sub]d[/sub] exp{-(1/6)([i]a[/i]/L[sub]D[/sub])[sup]2[/sup]-[i]p[/i]} ... (1)由大小、施子密度相同的球状氧化锡粒子组成的传感器的电阻值R，可使用flat band时的电阻值R[sub]0[/sub]，通过式子（2）表示。[e][sub]S[/sub]减少则将增大，[e][sub]S[/sub]增大则将缩小。R/R[sub]0[/sub]= N[sub]d[/sub]/[e][sub]S[/sub] ... (2)使用了氧化锡的半导体式气体传感器，就是这样通过氧化锡粒子表面的[O[sup]-[/sup]]的变化来体现电阻值R的变化。置于空气中被加热到数百度的氧化锡粒子，一旦暴露于一氧化碳这样的还原性气体中，其表面吸附的氧气与气体之间发生反应后，使[O[sup]-[/sup]]减少，结果是[e][sub]S[/sub]增大，R缩小。消除还原性气体后，[O[sup]-[/sup]]增大到暴露于气体前的浓度，R也将恢复到暴露于气体前的大小。使用氧化锡的半导体式气体传感器就是利用这个性能对气体进行检测。[b][b][b]二、催化燃烧式气体传感器工作原理[/b][/b][/b]催化燃烧式气体传感器由对可燃气体进行反应的检测片（D）和不与可燃气体进行反应的补偿片（C）2个元件构成。如果存在可燃气体的话，只有检测片可以燃烧，因此检测片温度上升使检测片的电阻增加。 相反，因为补偿片不燃烧，其电阻不发生变化（图1）。这些元件组成惠斯通电桥回路（图2），不存在可燃气体的氛围中，可以调整可变电阻（VR）让电桥回路处于平衡状态。 然后，当气体传感器暴露于可燃气体中时，只有检测片的电阻上升，因此电桥回路的平衡被打破，这个变化表现为不均衡电压（Vout）而可以被检测出来。此不均衡电压与气体浓度之间存在图3所示的比例关系，因此可以通过测定电压而检出气体浓度。[b]■ (图1)测定电路[/b][img=,621,257]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img1.jpg[/img][b]■ (图2)测试电路[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img2.jpg[/img][b]■ (图3)[/b][img=,297,255]http://www.figaro-china.com/img/development/sesshoku/img3.jpg[/img][b][b][b]三、电化学气体传感器工作原理[/b][/b]传感器元件构成与电极反应式[/b][img=,621,255]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/shiki.jpg[/img]传感器由来自贵金属催化剂的检测极、对极与离子传导体构成。当CO等检测对象气体存在时，在检测极催化剂上与空气中的水蒸气发生（1）式所示的反应。CO + H[sub]2[/sub]O → CO[sub]2[/sub]＋ 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] …（1）检测极与对极接通电流（短路）后，检测极产生的质子(H+)与同时产生的电子（e-）分别通过离子传导体与外部电线（引线）各自到达对极，在对极上与空气中的氧之间发生（2）式所示的反应。（1/2）O[sub]2[/sub] + 2H[sup]+[/sup] + 2e[sup]-[/sup] → H[sub]2[/sub]O …（2）也就是说此传感器构成了由（1）（2）反应式形成的（3）反应式的全电池反应，可以认为是将气体作为活性物质的电池。CO + （1/2）O[sub]2[/sub] → CO[sub]2[/sub] …（3）当做气体传感器使用时，接通检测极与对极的电流，来测定其短路电流。[b]CO浓度检测原理公式[/b][img=,254,236]http://www.figaro-china.com/img/development/denkikagaku/co.jpg[/img]对流过外部电路的短路电流与气体浓度的关系，通过传感器进行适当的扩散控制（控制气体的流入量），呈现出式子（4）这样的比例关系（右图）。I = F × (A/σ) × D × C × n …（4）这里 I：短路电流；A：扩散孔面积；σ：扩散层长度；D：气体扩散系数；C：气体浓度；ｎ：反应的电子数量[b]特长[/b]反应式（1）所示的氧化电位由于比氧化电极电位的基准值（2H+ + 2e- ? H2)要低（拥有较低电位），因此此反应不需要消耗来自外部的电压、温度等其他能量，可以有选择地进行，与别的检测方式相比在干扰性、重复性、节电方面要优越得多。[b][b][b]四、NDIR气体传感器工作原理[/b][b]NDIR（非色散型红外线）式气体传感器的工作原理[/b][/b][/b]NDIR(non-dispersive infrared)式气体传感器是通过由入射红外线引发对象气体的分子振动，利用其可吸收特定波长红外线的现象来进行气体检测的。红外线的透射率（透射光强度与源自辐射源的放射光强度之比）取决于对象气体的浓度。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu01.png[/img]传感器由红外线放射光源、感光素子、光学滤镜以及收纳它们的检测匣体、信号处理电路构成。在单光源双波长型传感器中，在2个感光素子的前部分别设置了具有不同的透过波长范围阈值的光学滤镜，通过比较可吸收检测对象气体波长范围与不可吸收波长范围的透射量，就可以换算为相应的气体浓度。因此，双波长方式可实现长期而又稳定的检测。[b]检测原理[/b]用中波段红外线照射气体后，由于气体分子的振动数与红外线的能级处于同一个光谱范畴，红外线与分子的固有振动数发生共振后，在分子振动时被气体分子所吸收。气体浓度与红外线透射率的关系可通过下述朗伯-比尔定律进行说明。对于NDIR式气体传感器来说，对象气体的吸光度ε与光程d是不变的，在与成为对象的气体吸收能（波长）一致的光谱范畴，通过测定红外线的透射率[i]T[/i]，即可得到对象气体的浓度c。[img]http://www.figaro-china.com/img/development/ndir-type/zu02.png[/img]来自放射源的入射光强度[i]I[/i][sub]0[/sub]，是通过使用不吸收红外线的零点气体校准后设定的。吸光度ε是利用已知浓度的对象气体进行校准后进行初始设定的。[b]特长[/b]因为红外线是根据目标气体固有的红外能量（波长）被吸收的，所以气体选择性非常高成为其最大的特长。即使在高浓度的对象气体中长时间进行暴露，也从原理上避免了灵敏度的不可逆变化。