化學(xué)傳感器與生物傳感器

1、物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)系列教材物聯(lián)網(wǎng)系列教材榮榮獲獲陜西省高等教育教學(xué)成果陜西省高等教育教學(xué)成果二等二等獎(jiǎng)獎(jiǎng) 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用第第10章章化學(xué)傳感器和生物傳感器化學(xué)傳感器和生物傳感器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器10.1生物傳感器生物傳感器10.2物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映 化學(xué)傳感器化學(xué)傳感器10.1物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束

2、放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用 化學(xué)傳感器是將各種物質(zhì)的化學(xué)成分定性或化學(xué)傳感器是將各種物質(zhì)的化學(xué)成分定性或定量檢測(cè)的傳感器?；瘜W(xué)傳感器能將各種化學(xué)物質(zhì)定量檢測(cè)的傳感器。化學(xué)傳感器能將各種化學(xué)物質(zhì)特性（如離子濃度、氣體成分、空氣濕度等）的變特性（如離子濃度、氣體成分、空氣濕度等）的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)?；D(zhuǎn)換為電信號(hào)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.1.1 離子敏傳感器離子敏傳感器 1.離子敏傳感器的概念離子敏傳感器的概念 離子敏傳感器能檢測(cè)出溶液中離子的種類或濃度。 2.離子選擇性電極離子選擇性電極 （1）離子選

3、擇性電極的定義）離子選擇性電極的定義 最簡單的離子敏傳感器是離子選擇性電極，它能測(cè)定溶液中離子的活度或濃度。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用（2）離子選擇性電極的結(jié)構(gòu)）離子選擇性電極的結(jié)構(gòu) 參比電極參比電極：當(dāng)待測(cè)液的組成改變時(shí)，其電極電位保持一定的電極。 內(nèi)充溶液內(nèi)充溶液：含有與參比電極呈可逆平衡的離子。（3）離子選擇性電極的）離子選擇性電極的用途用途 可以分辨不同離子的存在。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.1.2 氣敏傳感器氣敏傳感器 氣敏傳感器是一種檢測(cè)特定氣體成分或濃度，并將其轉(zhuǎn)換氣敏傳感器是

4、一種檢測(cè)特定氣體成分或濃度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器成電信號(hào)的傳感器。1. 氣敏傳感器分類氣敏傳感器分類 （1）半導(dǎo)體氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器 （2）固體電解質(zhì)氣敏傳感器固體電解質(zhì)氣敏傳感器 （3）電化學(xué)式氣敏傳感器電化學(xué)式氣敏傳感器 （4）接觸燃燒式氣敏傳感器接觸燃燒式氣敏傳感器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用2. 半導(dǎo)體氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器（1）半導(dǎo)體氣敏傳感器的類型）半導(dǎo)體氣敏傳感器的類型 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用（2）電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器）電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器 電阻式半導(dǎo)體氣敏

5、傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化制成的。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映（3）非電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器）非電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器 MOS二極管型氣敏傳感器是利用MOS二極管的電容-電壓關(guān)系（C-U特性）制成的。 物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用3.半導(dǎo)體氣敏傳感器的應(yīng)用半導(dǎo)體氣敏傳感器的應(yīng)用 （1）有毒氣氣體報(bào)警器有毒氣氣體報(bào)警器 一氧化碳、液化氣、甲烷等都是有毒性氣體，若其濃度超過一定值時(shí)，將對(duì)人體安全造成危害。 圖10.6中，QM-N10是電阻式氣敏傳感器，它內(nèi)部有一個(gè)加

6、熱絲和一對(duì)探測(cè)電極（A極和K極）。 （2）可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)器）可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.1.3 濕敏傳感器濕敏傳感器 濕敏傳感器是一種能將被測(cè)環(huán)境的濕度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。 1. 濕度的表示方法濕度的表示方法（1）絕對(duì)濕度）絕對(duì)濕度（2）相對(duì)濕度）相對(duì)濕度 相對(duì)濕度（RH）是指空氣中實(shí)際所含水蒸氣的分壓（P）和相同溫度下飽和水蒸氣分壓（Pmax）的百分比。（3）露點(diǎn)）露點(diǎn)點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)

7、用2. 濕敏傳感器的基本原理濕敏傳感器的基本原理（1）電阻式濕敏傳感器）電阻式濕敏傳感器 電阻式濕敏傳感器是利用濕敏電阻隨濕度變化的特性制成的，其感濕特征量為電阻值。 電解質(zhì)式（氯化鋰）電阻濕敏傳感器電解質(zhì)式（氯化鋰）電阻濕敏傳感器 氯化鋰（LiCl）濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子導(dǎo)電率發(fā)生變化而制成的測(cè)濕元件。 陶瓷式電阻濕敏傳感器陶瓷式電阻濕敏傳感器 高分子式電阻濕敏傳感器高分子式電阻濕敏傳感器點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用（2）電容電容式濕敏傳感器式濕敏傳感器 電容式濕敏傳感器是利用濕敏元件電容量隨濕度變化的特性制成的，其感濕特征量為電容

8、值。 點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用3. 濕敏傳感器的濕敏傳感器的應(yīng)用應(yīng)用（1）直讀式濕度計(jì)）直讀式濕度計(jì) 圖10.14中RH為氯化鋰濕度傳感器。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用（2）汽車后窗玻璃自動(dòng)去濕電路）汽車后窗玻璃自動(dòng)去濕電路 圖10.15中RH為后窗玻璃上的濕敏傳感器。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用 生物傳感器生物傳感器10.2點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.2.1 生物傳感器的工作原理生物傳感器的工

9、作原理 生物傳感器的工作原理如圖10.16所示，在生物功能膜上（或膜中）附著有生物傳感器的敏感物質(zhì)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.2.2 酶?jìng)鞲衅髅競(jìng)鞲衅髅競(jìng)鞲衅饔煞肿幼R(shí)別功能的固定化酶膜與電化學(xué)裝置兩部分構(gòu)成。大多數(shù)酶是水溶性的，需要通過固定化技術(shù)制成酶膜，才能構(gòu)成酶?jìng)鞲衅鞯氖荏w。當(dāng)把裝有酶膜的酶?jìng)鞲衅鞑迦朐囈簳r(shí)，被測(cè)物質(zhì)在固定化酶膜上發(fā)生催化化學(xué)反應(yīng)，生成或消耗電極活性物質(zhì)（如O2、NH3等），用電化學(xué)測(cè)量裝置（如電極）測(cè)定反應(yīng)中電極活性物量的變化，電極就能把被測(cè)物質(zhì)的濃度變換成電信號(hào)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)

10、用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.2.3 葡萄糖傳感器葡萄糖傳感器 1967年，S.J.烏普迪克等研制出了第一個(gè)生物傳感器葡萄糖傳感器。測(cè)定血液中葡萄糖的濃度對(duì)糖尿病患者非常重要?？梢酝ㄟ^測(cè)量氧（O2）的消耗量、或過氧化氫（H2O2）的生成量測(cè)量葡萄糖的濃度。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用點(diǎn)擊此處結(jié)束放映點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)與應(yīng)用10.2.4 微生物傳感器微生物傳感器微生物傳感器是把活著的微生物菌固定在膜面上，作為生物功能元件使用。好氣性微生物的生長過程離不開氧，它吸入氧氣放出二氧化碳，這種微生物的呼吸可用氧電極或二氧化碳電極測(cè)定。厭氣性微生物的生長會(huì)受到氧的妨礙，可由其生成的二氧化碳或代謝產(chǎn)物測(cè)定生理狀態(tài)。點(diǎn)擊此