离子传感器的原理 什么叫离子传感器及其工作原理
什么叫离子传感器及其工作原理
什么叫离子传感器
离子传感器是利用离子选择电极，将感受的离子量转换成可用输出信号的传感器。离子传感器是溶液中特定离子浓度（活性）经选择计测而得的物质，自开发以来至今已有20年了，在一切科学领域中都占有极其重要的地位。近年来由于半导体集成化技术的发展，离子传感器也在朝着多样化、智能遥测化方向前进。
离子传感器特性
膜材料尤其是感应物质的性质对离子传感器特性有极其密切的关系。至今关于离子传感器的研究，全部集中在特性优异的离子传感器膜材料有哪些优点上，首先在玻璃膜离子传感器方面，由玻璃组分变化而得的传感器对氢离子有选择性，或对碱金属离子有选择性。也就是说，如增加玻璃中氧化铝和氧化硼的含量，就成为由碱金属离子引起感应性的玻璃膜。由于PH测定用的玻璃电极不适用于含氟化物溶液的PH值，因此正在开发以阳离子交换膜作感应膜的氢离子传感器。
难溶性盐膜离子传感器使用各种银盐和硫化物。例如卤素离子传感器使用卤化银和硫化银，而卤化银与硫化银的混合比影响感应膜的电阻值、光电效应和膜硬度，结果将会使传感器灵敏度和线性响应范围改变。应该特别指出，这种难溶性盐的制备方法对传感器特性是一个很大的影响因素。在用沉淀法制取备时，可在银盐溶液中加入卤素，或用相反的方法沉淀或用同时沉淀法制取混合银盐等等都是极其重要的。即使是重金属离子传感器情况，也建议用金属粉与硫粉的混合物在硫化氢气流中加热的方法。可以说，当然也能得到金属硫化物溶度低、灵敏度高的传感器。
离子变换膜传感器使用高分子量的季按盐和金属鳌合物，用这些在离解状态下成为1价阳离子的物质制取与测试对象的阳离子稳定的离子对化合物。这里如生成的离子对化合物是稳定的，就能得到灵敏度高的传感器。所以通常说，感应物质分子量越高，传感器灵敏度也就越高。但是，感应物质不仅影响传感器特性，而且还对作为膜其余组成材料的溶剂性质也有强烈的影响。离子交换膜传感器中，膜固体化的传感器特性与液体膜传感器特性基本相同，然而必须充分注意膜固体化材料的选择。使用最广的是聚氯乙烯（PVC），但由于感应物质的种类不同，其与PVC混合性差的，膜的固化就不充分，传感器特性也就不佳。作者用日本美术工艺品用的漆作膜固体化材料进行研究。漆与感应物质的混合性很好，对传感器耐久性的提高尤为有利。
中性载体膜离子传感器的特性与用作感应物质的冠醚等的特性有关。较早使用的氨酸霉菌素是优良的钾离子感应物质，并据最近研究，双冠醚化合物对碱金属离子传感器特性的改进显然有效。其理由是因为双冠醚北合物形成与碱金属离子稳定的化合物。
气透膜离子传感器根据气透膜孔径和厚度确定气体的选择性。ISFET的特性主要受FET栅离子感应膜特性支配，但离子感应膜与栅表面的粘着性也很大程度上决定ISFET的特性。所以，探索粘附性好的膜材料或改进黏着方法，对传感器特性改进都是必要的。酵素膜传感器特性方面的最大课题是提高耐久性，在这一情况下，酵素本身的特性不及将酵素不失其功能地在膜中固定化的技术方面来得重要。为此在各种固定化方法上下功夫，这在葡萄糖传感器方面虽已有相当进展，然而全面看来还不能说耐久性是足够的。
离子传感器的工作原理
离子传感器是离子识别。即利用固定在敏感膜上的离子识别材料有选择性地结合被传感的离子，从而发生膜电位或膜电流的改变。离子选择性电极（ISE）是常见的离子传感器。
（免责声明：素材来自网络，由云汉芯城小编搜集网络资料编辑整理，如有问题请联系处理！）
离子传感器
离子传感器
离子传感器广泛应用于地表水、地下水、工业过程以及污水处理中的氨氮、硝氮等离子的在线监测。
离子选择传感器可实现灵活选择一个或两个离子选择电极，同时默认标配pH及温度电极，实现可同时监测4个参数。离子选择电极可选参数包括：铵离子（NH4+）、硝酸盐离子（NO3-）、钾离子（K+）、氯离子（CL-）、氟离子（F-）。不同的参数组合，还可以实现相互补偿的作用，使得测量数据更加准确。
离子传感器可配有：①温度传感器，原理：温度是对水体中所存在热量的测量，温度被认为是非常重要的单个参数。它影响着水质的其他参数，控制水生动物和植物的新陈代谢。温度传感器使用热敏电阻来测量水质的温度。热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而改变，使用相应的计算公式就可以将测量出的电阻值转换为温度值。这种运算公式已经建立在主机软件中，用户可以通过软件直接的查看实时摄氏温度。
②pH传感器，原理：pH描述了水体的酸碱度以及基础特性。pH<7.0的时候是酸性的，pH=7.0的时候是中性的，pH＞7.0的时候是碱性的。pH传感器使用玻璃指示电极和参比电极组合在一起的复合电极来测量水质的pH值。玻璃电极中内参比电极的电势是恒定的，与待测溶液的pH无关。当玻璃泡浸没在H+浓度变化的被测溶液中，参比电极的稳定电势与玻璃球产生的电势形成的差值将被电压计读取并作为测量结果。pH传感器测量数据稳定，性能可靠，安装简单。
③氨氮传感器，氨氮离子选择性电极是一种网格薄膜电极，薄膜材料主要采用一种特殊的有机离子交换膜，薄膜在有机溶液中会溶解并与PVC网格相互渗透使用领域包括：饮用水、化肥、制冷剂等；电极使用需搭配参比电极，重复性好，准确性比比色法差，但响应时间较快。
⑤硝氮传感器，硝氮离子选择性电极是一种网格薄膜电极，薄膜材料主要采用一种特殊的有机离子交换膜，薄膜在有机溶液中会溶解并与PVC网格相互渗透。准确性比比色法差，但响应时间较快。
⑥钾离子传感器：钾离子选择性电极是一种网格薄膜电极，薄膜材料主要采用一种特殊的有机离子交换膜，薄膜在有机溶液中会溶解并与PVC网格相互渗透，由于钾离子具有与铵离子（例如，大小、电荷）的这种相似性，部分钾离子也能渗透铵离子选择性传感器的离子选择膜。结果，试样中的钾的存在将导致铵离子选择性传感器时高估铵浓度。因此还要通过测量钾，才能在铵浓度测量补偿钾的影响。
⑦氟离子传感器：氟离子选择性电极是一种固态薄膜电极，薄膜材料主要采用LaF3单晶，薄膜外围是一种特殊的聚合物。⑧氯离子传感器：氯离子选择性电极是一种固体薄膜电极，薄膜材料采用一种高强度AgCl/Ag2 S压制固体，随后用树脂将其密封在塑料体内。固体表面采用银作为导电电极。
相关问答
氧 传感器的 作用和工作 原理 是什么 - 汽车维修技术网[回答]现在的汽车上主要运用的氧传感器有二氧化锆氧传感器、二氧化钛氧传感器及宽域型氧传感器三种,下面将重点介绍二氧化锆氧传感器结构、原理以及检测方...
烟感器的工作 原理 和安装方法_住范儿家装官网烟感报警器是如何工作的?烟雾是上升运动的,到达天花底下。烟感报警器通过烟发现火灾。在您没有看到火苗或闻到烟味的时候,烟感器已经知道了。它不...
离子 热水器 原理 是什么?-设计本有问必答回复可惜没如果:请问一下,电离子热工加热技术这么好,为什么现在市场上没有这类产品?离子热水器的工作原理:离子热水器是经过温控器的通与断完成加...
如图所示为用于火灾报警的 离子 式烟雾 传感器原理 图，在网罩...[最佳回答]它在内外电离室里面有放射源镅241,电离产生的正、负离子,在电场的作用下各自向正负电极移动.在正常的情况下,内外电离室的电流、电压都是稳定的.一...
离子 选择性电极分析的 原理 是什么..._投资分析考试_帮考网离子选择性电极是一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器,当它和含待测离子的溶液接触时,在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该...
烟感探测器的工作 原理 是什么?怎么正确使用-ZOL问答离子化和热敏等多种方式进行火灾检测。光学式烟感探测器通过发射一束红外或激光光束,当有烟雾进入探测器时,会使得光线被散射或吸收,从而触发报警。这种类型的...
传感器 结构和材料的关系?基于某种结构的变换的传感器。比如电容压力传感器。利用物理学中场的定律构成的,包括动力场的运动定律,电磁场的电磁定律等。物理学中的定律一般是以方程式给...
光电式烟感器的工作 原理 是什么_住范儿家装官网感烟探测器内有一对发射、接收的光束,利用烟的扩散性,当烟进入传感器内遮挡光路时,探测器就会发出报警信号通过内部处理电路向控制器发出报告。安装...
消防烟感器工作 原理 是什么?-设计本有问必答烟感报警器是如何工作的?烟雾是上升运动的,到达天花底下。烟感报警器通过烟发现火灾。在您没有看到火苗或闻到烟味的时候,烟感器已经知道了。它不...
氧 传感器 组成[最佳回答]氧传感器主要由氧化锆陶瓷和内外表面的一薄层铂组成。内部空间充满富氧的外部空气,外表面暴露于废气中。传感器配有加热电路,上车后加热电路工作,使...