技术优享丨膜传感器的原理和分类

膜传感器是指将外界的某种物理量或化学量的变化转换为点信号进行检测的仪器或装置。

原理

对比于人的感觉器官，膜传感器大体对应于人的四肢的触觉和五官对外物的感觉器官，但并不是单纯的人器官的模拟，还能感受人的器官不能感受的某些物质，如H2、CO。膜传感器通常由敏感元件、转换元件，显示仪表等组成。

分类

根据敏感元件所感应的信号不同来分：

①物理传感器：以温度、电、光、磁等物理量为检测对象

②化学传感器：以pH、物质浓度等物理量为检测对象

③生物传感器：以固定化的配体如酶、激素、抗原、氨基酸、活性染料、金属离子等物理量为检测对象。

根据检测对象的不同来分

①气体传感器：传感元件多为氧化物半导体，有时在其中加入微量贵金属作增敏剂，增加对气体的活化作用。对于电子给予性的还原性气体如氢、一氧化碳、烃等，用N型半导体，对接受电子性的氧化性气体如氧，用P型半导体。将半导体以膜状固定于绝缘基片或多孔烧结体上做成传感元件。气体传感器又分为半导体气体传感器、固体电解质传感器、接触燃烧式气体传感器、晶体振荡式气体传感器和电化学式气体传感器。

②温度传感器：测定气氛中水气含量的传感器，又分为电解质式、高分子式、陶瓷式和半导体式湿度传感器。

③离子传感器：对离子具有选择响应的离子选择性电极。它基于对离子选择性响应的膜产生的膜电位。离子传感器的感应膜有玻璃膜、溶有活性物质的液体膜及高分子膜，使用较多是聚氟乙烯膜。

④生物传感器：对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。生物传感器的优点是对生物物质具有分子结构的选择功能。