Кондуктометрические сенсоры

В основе работы целого ряда газовых сенсоров лежит принцип измерения электропроводности. Наиболее известны сенсоры на основе оксидных материалов с электронной проводимостью (n-типа) — SnO₂, ZnO, ТЮ₂, Fe₂O₃. На рис. 7.20 показано устройство сенсора с чувствительным слоем из SnO₂. В основе действия подобных сенсоров лежит то обстоятельство, что на поверхности чувствительного слоя всегда ад сорбируется кислород. При контакте с газами, обладающими восстановительными свойствами, адсорбированный кислород взаимодействует с ними. При этом электропроводность оксидного слоя изменяется.

Рис. 7.20. Устройство газового сенсора на основе SnO2.

Таким образом, подобные сенсоры являются неселективными датчиками для определения газов-восстановителей — Н₂, РНз, МНз, SO₂, CO, СЩ и других. Они могут использоваться и как датчики на кислород. Такие сенсоры отличаются исключительной простотой устройства.

Явление электронной проводимости используется и в так называемых хемирезисторах. Сенсоры этого типа конструктивно вы-

полнены в виде двух рядов параллельных стержней. Каждый стержень покрыт тонким слоем органического полупроводника — обычно фталоцианина или его комплекса с каким-либо ионом металла (к числу таких комплексов относятся, в частности, гемин и хлорофилл). Варьируя природу центрального атома, можно создавать сенсоры для определения различных газов — NHs, NC>2 и других.

Оптические сенсоры

Развитие оптических сенсоров началось с появлением световодов для передачи излучения видимого диапазона. В настоящее время уже существуют оптоволоконные световоды и, соответственно, оптические сенсоры также для УФ-, ближней и средней ИК-областей спектра. Наряду с оптоволоконными разрабатываются и сенсоры на основе планарной оптики.

В основе действия оптических сенсоров лежит зависимость той или иной оптической характеристики от концентрации вещества. С технологической точки зрения различают три поколения оптических сенсоров. Оптические сенсоры первого поколения служат, по существу, лишь устройствами для передачи сигнала и измерения величин, характеризующих традиционные, широко используемые в химическом анализе оптические явления — поглощение, испускание, ослабление, преломление света, флуоресценция. Сенсоры второго поколения используют те же явления в сочетании с химическими реакциями. Их уже можно считать системами распознавания химических веществ (хеморецепторами). В основе оптических сенсоров третьего поколения лежат новые принципы действия и оптические явления, не имеющие аналогий в традиционных методах анализа — образование поверхностных волн, интерференция, поляризация света.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: