一、电化学传感器的作业原理
电化学传感器经过与被测气体产生百反响并产生与气体浓度成正比的电信号来作业。大大都电化学气体传感器是电流传感器，产生与气体浓度成线性份额的电流。
一个电化学气体传感器的作业原理如下：与传感器触摸的方针气体分子首要经过一个避免冷凝的隔阂，它也起到防尘的作用。那么气体分子经过毛细管分散，或许经过随后的过滤器，然后经过疏水膜抵达感测电极的外表。在那里分子立即被氧化或复原，然后产生或耗费电子，然后产生电流。
重要的是要注意，用这种办法进入传感器的气体分子的量遭到经过毛细管分散的约束。经过优化途径，依据期望的丈量规模，取得恰当的电信号。感测电极的规划关于完结对方针气体的高反响性并按捺对搅扰气体的不期望呼应是至关重要的。它触及固体，液体和气体三个阶段的体系，而且都触及剖析物气体的化学辨认。致力于量身定制该体系并取得高功用的气体传感器。电化学电池经过平衡感测电极处的反响的所谓反电极–Cont电极完结。Cont电极与Sen电极之间的离子电流由传感器主体内的电解质传送，而电流途径经过以销连接器停止的导线供给。一般在电化学传感器（3电极传感器）中包含第三电极。所谓的参阅电极用于将感测电极的电势保持在固定值。为此而且一般用于电化学传感器的操作，需求恒电位电路。
二、电化学传感器的组成
电化学传感器包含以下4种首要元件：
1、 透气膜（也称为疏水膜）：透气膜用于掩盖传感（催化）电极，在有些情况下用于操控抵达电极外表的气体分子量。此类屏障一般选用低孔隙率特氟隆薄膜制成。这类传感器称为镀膜传感器。或许，也能够用高孔隙率特氟隆膜掩盖，而用毛管操控抵达电极外表的气体分子量。此类传感器称为毛管型传感器。除为传感器供给机械性维护之外，薄膜还具有滤除不需求的粒子的功用。为传送正确的气体分子量，需求挑选正确的薄膜及毛管的孔径尺度。孔径尺度应能够答应足量的气体分子抵达传感电极。孔径尺度还应该避免液态电解质走漏或敏捷燥结。
2、电极：挑选电极资料很重要。电极资料应该是一种催化资料，能够履行在长时刻内履行半电解反响。一般，电极选用贵金属制造，如铂或金，在催化后与气体分子产生有用反响。视传感器的规划而定，为完结电解反响，三种电极能够选用不同资料来制造。
3、电解质：电解质有必要能够进行电解反响，并有用地将离子电荷传送到电极。它还有必要与参阅电极构成安稳的参阅电势并与传感器内运用的资料兼容。假如电解质蒸腾过于敏捷，传感器信号会削弱。
4、过滤器：有时候传感器前方会设备洗刷式过滤器以滤除不需求的气体。过滤器的挑选规模有限，每种过滤器均有不同的功率度数，大都常用的滤材是活性炭。活性炭能够滤除大都化学物质，但不能滤除一氧化碳。经过挑选正确的滤材，电化学传感器对其方针气体能够具有更高的挑选性。
三、电化学传感器的分类
电化学传感器的分类办法许多，依照其输出信号的不同能够分为电位型传感器、电流型传感器和电导型传感器。
依照电化学传感器所检测的物质不同，电化学传感器首要能够分为离子传感器、气体传感器和生物传感器。
四、电化学传感器首要功用与影响要素
灵敏度
影响灵敏度要素首要有：催化剂活性、进气量、电解液导电才能、环境温度等
呼应康复
影响呼应康复速度的要素首要有：催化剂活性、电解液导电才能、气室结构、气体特性等
挑选性/穿插搅扰
影响挑选性的要素有：催化剂品种、电解液、偏置电压、过滤器等
重复性/长时刻安稳性
影响重复性的要素有：电极结构安稳性、电解液安稳性、气路安稳性等
高低温功用
影响高低温安稳性的要素有：催化剂活性、电极结构安稳性、气体特性
五、电化学传感器的四大使用
电化学传感器广泛使用于工业和民用范畴的气体检测，可检测臭氧、甲醛、一氧化碳、氨气、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氧气等多种气体，常用于便携式外表和气体在线监测外表中。
下面咱们来看看四大首要使用。
1、湿度传感器
湿度是空气环境的一个重要目标，空气的湿度与人体蒸腾热之间有着密切关系，高温高湿时，由于人体水分蒸腾困难而感到炽热，低温高湿时，人体散热进程剧烈，简单引起伤风和冻伤。人体最适合的气温是18~22℃，相对湿度为35%～65%RH。在环境与卫生监测中，常用于湿球温湿度计、手摇湿温度计和通风湿温度计等仪器测定空气湿度。近年来，很多文献报导用传感器测定空气湿度。用于测定相对湿度的涂覆压电石英晶体用传感器，经过光刻和化学蚀刻技能制成小型石英夺电晶体，在AT切开的10MHZ石英晶体上涂有4种物质，对湿度具有较高的质量灵敏性。该晶体是振荡电路中的共振器，其频率随质量改变，挑选恰当涂层，该传感器可用于测定不同气体的相对湿度。该传感器的灵敏度、呼应线性、呼应时刻、挑选性、滞后现象和运用寿命等取决于涂层化学物质的性质。
2、氧化氮传感器
氧化氮是氮的各种氧化物所组成的气体混合物的总称，常以NOX标明。在氧化氮中，不同方法的氧化氮化学安稳性不同，空气中常风的是化学性质相对安稳的一氧化氮和二氧化氮，它们在卫生学上的含义显得较其它方法氧化氮更为重要。在环境剖析中，氧化氮一般指一氧化氮二氧化氮。我国监测氧化氮的规范办法是盐酸萘乙二胺比色法，办法灵敏度为0.25ug/5ml，办法转化系数受吸收液组成、二氧化氮浓度、采气速度、吸收管结构、共存离子及温度等多种要素的影响，未彻底一致。传感器测定是近年开展起来的新办法。文献报导，用交指型栅极电极场效应晶体管的微电子集成电路与化学活性电子束蒸镀酞花青铜薄膜相结合，取得了新式气体灵敏微传感器，可挑选性检测mg/m3级二氧化氮和二惜内基甲基膦酸盐（DIMP）。
3、硫化氢气体传感器
硫化氢是一种无色、具有特别腐蛋臭味的可燃气体，具有刺激性和窒息性，对人体有较大损害。大多用比色法和气相色谱法测定空气中硫化氢。对含量常常低至mg/m3级的空气污染物进行测定是气体传感器的一项首要使用，但在短时期内半导体气体传感器还不能满意监测某些污染气体灵敏度和挑选性要求。掺银薄膜传感器阵列由四个传感器构成，经过根据库化滴定的通用剖析设备和半导体气体传感器阵列的信号，一起记载二氧化硫和硫化氢浓度，实践标明，在150℃下以恒温方法的掺银薄膜传感器用于监测城市空气中的硫化氢含量，作用杰出。
4、二氧化硫传感器
二氧化硫是污染空气的首要物质之一，检测空气中二氧化硫测验是空气查验的一项经常性作业。使用传感器监测二氧化硫。从缩短检测时刻到下降检出限，都显示出极大的优越性。使用固体聚合物作离子交换膜，膜的一边含对电极和参比电极的内部电解液，另一边刺进铂电极，组成一种二氧化硫传感器。该传感器设备在流转池中，在0.65V下氧化二氧化硫。指示出二氧化硫的量。该传感设备电流灵敏度高。呼应时刻短，安稳性好，本底噪音低，线性规模达0.2mmol/L，检出限为8*10-6mmol/L，信噪比为3。该传感器不只能够测定空气中的二氧化硫，还可用于测定低电导率液体中的二氧化硫。有机改性硅酸盐薄膜二氧化硫气体传感器的气敏涂层是使用溶胶工艺和自旋技能制造的，对二氧化硫的测定具有杰出的重现性和可逆性，呼应时刻不到20S，对其它气体的交感小，受温度和湿度影响小。
六、电化学传感器未来开展趋势
跟着物联网的鼓起和人们对环境重视度的继续升高，电化学传感器在环保范畴使用也是愈加广泛了。电化学由于其体积小，灵敏度高，安装快捷成为了传感器范畴的新式优异的产品。
跟着新式功用化纳米材的不断涌现，电化学传感器的一些缺点将被战胜，并在农业，环境监控和医疗范畴展示其使用价值，尤其是在新式的物联网建设中，电化学更表现出了它的价值。
据麦姆斯咨询报导，法国原子能委员会电子与信息技能实验室（CEA-Leti）开发出了一种选用中红外硅光子学技能的下一代光学化学传感器原型，能够集成在智能手机和其它便携式设备中。
电化学传感器能够用在对气体的检测上，它基本上能够检测一切的大气污染物，包含碳氢化物，羰基化合物、硫化物、硫氧化物、氮氧化物、氮的复原物和其它气态物质。
离子传感器则是水体和土壤污染物检测的有力手法，能测定许多阴、阳离子及有机物，包含卤素离子、氰化物、各类金属离子、酸根离子，有机污染物等，PH值和氟的测定是其*典型的使用。部分离子传感器还可用于气体污染物剖析。
电化学生物传感器则能够用在水体检测以及大气环境监测上面，如监测水体的富营养化，BOD和重金属离子浓度，大气中SO2、CO2和NO2等。
在往后的一段时刻里，电化学传感器将被广泛使用于工业，科研，国防，环境等范畴。在很多的传感器类型中，电化学传感器已然成为研讨范畴最多，使用规模做广，技能最为老练的一类传感器。未来，传感器在小型化、微型化、智能化方向得到了一日千里的开展，具有特别功用和长处的电化学传感器将会不断涌现并进入实践使用。
