•                               化學(xué)傳感器

   

    化學(xué)傳感器(Chemical Sensor)是對各種化學(xué)物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的儀器。類比于人的感覺器官，化學(xué)傳感器大體對應(yīng)于人的嗅覺和味覺器官。但并不是單純的人體器官的模擬，還能感受人的器官不能感受的某些物質(zhì)，如H2、CO。

用途

   化學(xué)傳感器用于化學(xué)測量，常用于生產(chǎn)流程分析和環(huán)境污染監(jiān)測，并在礦產(chǎn)資源的探測、氣象觀測和遙測、工業(yè)自動化、醫(yī)學(xué)上遠(yuǎn)距離診斷和實(shí)時監(jiān)測、農(nóng)業(yè)上生鮮保存和魚群探測、防盜、安全報(bào)警和節(jié)能等各方面都有重要的應(yīng)用。

分類

按傳感方式分

    按傳感方式，化學(xué)傳感器可分為接觸式與非接觸式化學(xué)傳感器。

    化學(xué)傳感器的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是分離型傳感器。如離子傳感器，液膜或固體膜具有接受器功能，膜完成電信號的轉(zhuǎn)換功能，接受和轉(zhuǎn)換部位是分離的，有利于對每種功能分別進(jìn)行優(yōu)化；另一種是組裝一體化傳感器。如半導(dǎo)體氣體傳感器，分子俘獲功能與電流轉(zhuǎn)換功能在同一部位進(jìn)行，有利于化學(xué)傳感器的微型化。

按檢測對象分

    按檢測對象，化學(xué)傳感器分為氣體傳感器、濕度傳感器、離子傳感器和生物傳感器。

    氣體傳感器的傳感元件多為氧化物半導(dǎo)體，有時在其中加入微量貴金屬作增敏劑，增加對氣體的活化作用。對于電子給予性的還原性氣體如氫、一氧化碳、烴等，用N型半導(dǎo)體，對接受電子

性的氧化性氣體如氧，用P型半導(dǎo)體。將半導(dǎo)體以膜狀固定于絕緣基片或多孔燒結(jié)體上做成傳感元件。氣體傳感器又分為半導(dǎo)體氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器、晶體振蕩式氣體傳感器和電化學(xué)式氣體傳感器。

    濕度傳感器是測定環(huán)境中水氣含量的傳感器，又分為電解質(zhì)式、高分子式、陶瓷式和半導(dǎo)體式濕度傳感器。

    離子傳感器是對離子具有選擇響應(yīng)的離子選擇性電極。它基于對離子選擇性響應(yīng)的膜產(chǎn)生的膜電位。離子傳感器的感應(yīng)膜有玻璃膜、溶有活性物質(zhì)的液體膜及高分子膜，使用較多是聚氯乙烯膜（見離子選擇性電極）。

    生物傳感器是對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行檢測的儀器。生物傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對生物物質(zhì)具有分子結(jié)構(gòu)的選擇功能（見生物傳感器）。

微型傳感器

    據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國加州大學(xué)圣迭戈分校的研究人員研發(fā)出了一種可應(yīng)用于手機(jī)上的微型化學(xué)傳感器，借助手機(jī)或其他無線通訊設(shè)備，這種被稱為“硅鼻”的傳感器可在第一時間檢測出空氣中的有害氣體，并自動發(fā)出氣體的種類和傳播范圍等信息。

    其原理是在具有納米孔的硅芯片上集成數(shù)百個獨(dú)立的微型傳感器，這些傳感器可辨別出特定的有毒氣體分子并作出反應(yīng)。加州大學(xué)圣迭戈分校生物學(xué)和化學(xué)教授邁克爾.希勒解釋稱，該過程類似于鼻子對氣味的感知：研究人員在傳感器上設(shè)置了一組能“感知”多種化學(xué)物質(zhì)特性的“感覺細(xì)胞”，一旦有特定化學(xué)物質(zhì)出現(xiàn)，傳感器將被激活，“大腦”就能判斷出具體化學(xué)物品的種類。

    希勒表示，現(xiàn)在人人都擁有手機(jī)，如果該技術(shù)能夠應(yīng)用于大多數(shù)手機(jī)當(dāng)中，一旦發(fā)生有毒氣體泄漏或化學(xué)污染事故，人們將能利用嵌入手機(jī)中的傳感器第一時間知道事故地點(diǎn)以及危害程度等信息。

     研究人員稱，目前該芯片已可分辨水楊酸甲酯和甲苯，未來該傳感器還將識別出數(shù)百種有害化合物。下一步，他們將首先考慮在傳感器中加入對一氧化碳和甲烷的檢測。在濃煙彌漫的火災(zāi)現(xiàn)場，一氧化碳?xì)怏w會對消防員的安全造成極大傷害，而安裝在防毒面罩上的傳感器可讓消防員們判斷出何時能夠安全地摘掉面罩，采用自主呼吸。類似的傳感器也可應(yīng)用到煤礦當(dāng)中，當(dāng)瓦斯等爆炸氣體積聚到一定濃度時，傳感器就會提醒礦工及時撤離到安全地帶。

經(jīng)與圣迭戈的一家公司合作，希勒研究的小組已成功制造出了這種傳感器的原型，并與手機(jī)相聯(lián)進(jìn)行了初步試驗(yàn)。