關(guān)于離子傳感器的特性以及工作原理解析，你了解嗎？

人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如離子傳感器。

什么叫離子傳感器

離子傳感器是使用離子選擇性電極將感測(cè)到的離子量轉(zhuǎn)換為可用輸出信號(hào)的傳感器。離子傳感器是通過選擇性計(jì)量溶液中特定離子濃度(活度)而獲得的物質(zhì)。其發(fā)展至今已有20年，在所有科學(xué)領(lǐng)域都占有極其重要的地位。近年來，由于半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，離子傳感器也在朝著多元化、智能化遙測(cè)方向發(fā)展。

離子傳感器特性

膜材料的特性，尤其是傳感物質(zhì)，與離子傳感器的特性有著極其密切的關(guān)系。迄今為止，所有關(guān)于離子傳感器的研究都集中在離子傳感器膜材料具有優(yōu)異特性的優(yōu)勢(shì)上。首先，對(duì)于玻璃膜離子傳感器，源自玻璃成分變化的傳感器對(duì)氫離子或堿金屬具有選擇性。離子是有選擇性的。換句話說，如果玻璃中氧化鋁和氧化硼的含量增加，就會(huì)變成對(duì)堿金屬離子敏感的玻璃膜。由于pH測(cè)量用玻璃電極不適合含氟溶液的pH值，因此正在開發(fā)以陽(yáng)離子交換膜作為傳感膜的氫離子傳感器。

不溶性鹽膜離子傳感器使用各種銀鹽和硫化物。例如，鹵化物離子傳感器使用鹵化銀和硫化銀，鹵化銀和硫化銀的混合比例會(huì)影響傳感膜的電阻值、光電效應(yīng)和膜硬度，從而影響傳感器的靈敏度和線性響應(yīng)范圍。傳感器會(huì)改變。需要特別指出的是，這種不溶性鹽的制備方法對(duì)傳感器的特性影響很大。用沉淀法制備時(shí)，極其重要的是在銀鹽溶液中加入鹵素，或用相反的方法沉淀或用同時(shí)沉淀法制備混合銀鹽。即使是重金屬離子傳感器，也建議使用金屬粉和硫粉的混合物在硫化氫流中加熱?？梢哉f，當(dāng)然也可以獲得金屬硫化物溶解度低、靈敏度高的傳感器。

離子交換膜傳感器使用高分子量季鹽和金屬螯合物，這些物質(zhì)在離解狀態(tài)下變成一價(jià)陽(yáng)離子，用于制備與被測(cè)物陽(yáng)離子穩(wěn)定的離子對(duì)化合物。在此，如果生成的離子對(duì)化合物穩(wěn)定，則可以獲得具有高靈敏度的傳感器。所以一般來說，傳感物質(zhì)的分子量越高，傳感器的靈敏度就越高。然而，傳感物質(zhì)不僅影響傳感器的特性，而且對(duì)作為膜的其余構(gòu)成材料的溶劑的性質(zhì)也有很大的影響。在離子交換膜傳感器中，膜固化的傳感器特性與液膜傳感器基本相同，但必須充分注意膜固化材料的選擇。應(yīng)用最廣泛的是聚氯乙烯(PVC)，但由于傳感材料的種類不同，與PVC的混合性差，薄膜固化不充分，傳感器特性也較差。

中性載體膜離子傳感器的特性與用作傳感物質(zhì)的冠醚的特性有關(guān)。較早使用的霉菌孢菌素是一種優(yōu)良的鉀離子傳感物質(zhì)，根據(jù)最近的研究，雙冠醚化合物在改善堿金屬離子傳感器的特性方面明顯有效。原因是雙冠醚北化合物形成對(duì)堿金屬離子穩(wěn)定的化合物。

透氣膜離子傳感器根據(jù)透氣膜的孔徑和厚度來確定氣體選擇性。 ISFET的特性主要由FET柵極離子傳感膜的特性決定，但離子傳感膜對(duì)柵極表面的附著力也在很大程度上決定了ISFET的特性。因此，探索具有良好粘附力的薄膜材料或改進(jìn)粘附方法對(duì)于改善傳感器特性是必要的。酶膜傳感器性能的最大問題是提高耐用性。在這種情況下，酶本身的特性不如將酶固定在膜中而不失去其功能的技術(shù)重要。為此，已經(jīng)在各種固定方法中做出了努力。雖然在葡萄糖傳感器領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但整體的耐用性還不能說是足夠的。

離子傳感器的工作原理

離子傳感器是離子識(shí)別。即利用固定在敏感膜上的離子識(shí)別材料選擇性地結(jié)合感應(yīng)到的離子，從而改變膜電位或膜電流。離子選擇電極(ISE)是一種常見的離子傳感器。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)離子傳感器有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。