關于電化學傳感器工作原理特性形成的電流轉換
電化學傳感器是在離子傳導的基礎上制成的。根據其電特性的形成，電化學傳感器可分為電位傳感器、電導傳感器、電傳感器、極譜傳感器和電解傳感器。電化學傳感器主要用于分析氣體、液體或溶解在液體中的固體成分，測量液體的pH值、電導率和氧化還原電位。
隨著電子技術和檢測技術的發(fā)展，各種類型的傳感器越來越多地應用于各個行業(yè)?；陔娀瘜W原理的傳感器已廣泛應用于化工、煤炭、環(huán)保、衛(wèi)生等部門的有害氣體檢測。電化學傳感器因其結構簡單、成本低廉而在有害氣體檢測中發(fā)揮著重要作用。
所謂電化學傳感器，是指被測氣體進入后，在傳感器內部發(fā)生電化學反應，從而將被測氣體的側含量轉化為電流(或電壓)信號并輸出。然而，即使傳感器處于清潔的環(huán)境空氣中，傳感器的輸出信號也常常不為零。通常，這個電流信號被稱為背景電流或初始電流。這是一個隨機信號，其不穩(wěn)定性首先受溫度變化的影響，其次與作用時間有關。該值有時比檢測到的信號大幾倍。因此，消除傳感器背景電流的影響是提高測量精度的重要環(huán)節(jié)，必須引起重視。
消除電化學傳感器背景電流影響的方法很多。在一些袖珍便攜式有害氣體檢測儀中，通常采用硬件補償，即在傳感器的檢測電路中加入適當的補償電路。
電化學傳感器通過與被測氣體反應并產生與氣體濃度成比例的電信號來工作。典型的電化學傳感器由被薄電解層隔開的傳感電極和反電極組成。
首先，氣體通過微小的毛細管開口與傳感器發(fā)生反應，然后是疏水阻擋層，最后到達電極表面。使用這種方法，適量的氣體可以與傳感器電極反應形成足夠的電信號，同時可以防止電解液從傳感器中泄漏出來。
通過阻擋層擴散的氣體與傳感器電極反應，傳感器電極可以采用氧化機制或還原機制。這些反應由為被測氣體設計的電極材料催化。
通過連接在電極之間的電阻器，與待測氣體濃度成比例的電流將在陽極和陰極之間流動。氣體濃度可以通過測量電流來確定。由于在這個過程中產生電流，電化學傳感器通常被稱為電流氣體傳感器或微型燃料電池。
在實際應用中，由于電極表面不斷發(fā)生電化學反應，感應電極的電位不可能保持恒定。時間長了傳感器性能會下降。為了提高傳感器的性能，引入了參比電極。
參比電極安裝在電解液中，與傳感電極相鄰。一個穩(wěn)定的恒定電位作用在傳感電極上。參考電極可以在感測電極上保持這個固定的電壓值。參比電極之間沒有電流流動。氣體與傳感電極反應，同時測量反電極。測量結果通常與氣體濃度直接相關。施加到傳感器電極的電壓可以使傳感器瞄準目標氣體。
