技術優享丨膜傳感器的原理和分類

膜傳感器是指將外界的某種物理量或化學量的變化轉換為點信號進行檢測的儀器或裝置。

原理

對比于人的感覺器官，膜傳感器大體對應于人的四肢的觸覺和五官對外物的感覺器官，但并不是單純的人器官的模擬，還能感受人的器官不能感受的某些物質，如H2、CO。膜傳感器通常由敏感元件、轉換元件，顯示儀表等組成。

分類

根據敏感元件所感應的信號不同來分：

①物理傳感器：以溫度、電、光、磁等物理量為檢測對象

②化學傳感器：以pH、物質濃度等物理量為檢測對象

③生物傳感器：以固定化的配體如酶、激素、抗原、氨基酸、活性染料、金屬離子等物理量為檢測對象。

根據檢測對象的不同來分

①氣體傳感器：傳感元件多為氧化物半導體，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型半導體，對接受電子性的氧化性氣體如氧，用P型半導體。將半導體以膜狀固定于絕緣基片或多孔燒結體上做成傳感元件。氣體傳感器又分為半導體氣體傳感器、固體電解質傳感器、接觸燃燒式氣體傳感器、晶體振蕩式氣體傳感器和電化學式氣體傳感器。

②溫度傳感器：測定氣氛中水氣含量的傳感器，又分為電解質式、高分子式、陶瓷式和半導體式濕度傳感器。

③離子傳感器：對離子具有選擇響應的離子選擇性電極。它基于對離子選擇性響應的膜產生的膜電位。離子傳感器的感應膜有玻璃膜、溶有活性物質的液體膜及高分子膜，使用較多是聚氟乙烯膜。

④生物傳感器：對生物物質敏感并將其濃度轉換為電信號進行檢測的儀器。生物傳感器的優點是對生物物質具有分子結構的選擇功能。