Дифузійно-контрольований кисневий сенсор обмеження струму
Кисневий сенсор для розплавленого металу
Важливий для вимірювання кисню у виробництві сталі та інших розплавлених матеріалів
Якість кінцевого продукту є прямим результатом кисню в
процесі виробництва. Сенсор показаний на малюнку 8.5
Голка молібдену оберігає пристрій від плавлення, при вставці в розплавлену сталь.
Різниця потенціалів виробляється у комірці (між молібденом і зовнішнім шаром)
Напруга вимірюється між внутрішнім електродом і зовнішнім шаром через залізний електрод, який занурюють у розплавлену сталь.
Напруга є прямопропорційна до концентрації кисню в розплавленій сталі.
Кисневий сенсор для розплавленого металу
Хімічний сенсор MOS
Використання базової структури MOSFET, яка широко
використовується в електроніці, зокрема і в хімічних
сенсорах.
Основна ідея: класичний MOSFET транзистор, в якому прохід служить, як вимірювальна поверхня.
Переваги: дуже простий і чутливий пристрій, що
контролює струм через MOSFET.
Взаємодія з таким пристроєм проста і виникає значно менше проблем (таких, як нагрівання, температурне
вимірювання і т.д.), які треба вирішувати.
MOS хімічні сенсори
Наприклад, шляхом простої заміни металевих воріт на малюнку 8.6 на
паладій, MOSFET стає датчиком водню
MOS хімічні сенсори
Паладій поглинає водень і його можливі зміни відповідно.
Чутливість приблизно до 1 проміле.
Аналогічні структури можуть знаходити такі гази, як H2S і
NH3.
Паладієвий МОП-транзистор (MOSFET з PD-воротами)
також може бути використаний для вимірювання кисню у воді, спираючись на той факт, що ефективність поглинання
кисню знижується пропорційно кількості кисню в даний момент часу.
Ми будемо багато говорити про MOSFET сенсор в наступному розділі про РН-розпізнавачі, тому що він
оптимально підходить для такого розпізнавання.
Потенціометричні сенсори
Велика підмножина електрохімічних датчиків
Принцип: електричний потенціал виникає на поверхні твердого матеріалу, зануреного в
розчин, що містить іони, які обмінюються на
поверхні.
Потенціал пропорційно залежить від кількості або концентрації іонів в розчині.
Різниця потенціалів між поверхнею твердого
тіла і розчину виникає через розділення
зарядів на поверхні.
Потенціометричні сенсори
Контакт потенціалу, аналогічний тому, який
використовується для встановлення вольтової
частини, не може бути виміряний безпосередньо.
Коли використовується другий електрод електрохімічна частина встановлена і потенціал між
двома електродами можна безпосередньо виміряти.
Для забезпечення можливості точного вимірювання, і таким чином, щоб концентрація іонів належним чином
була представлена через потенціал, критично
важливо, щоб поточний вимірювальний прилад був
максимально малий (будь-який струм навантаження в
камері і відповідно вимірюваний потенціал).
Потенціометричні сенсори
Для сенсора цього типу прийнятно створити потенціал, який повинен бути іонно -
специфікований - тобто електроди повинені
знаходити різницю між рідинами.
Вони називаються іонно – специфікованими електродами або мембранами.
Чотири типи мембран:
Скляні мембрани, селективні для Н +, Na +
та NH 4 + і аналогічних іонів.
Потенціометричні сенсори
Полімер-імобілізовані мембрани: У цьому виді
мембрани, іоноселективні агенти іммобілізовані (спіймані) в полімерну матрицю. Типовий полімер-
PVC
Гель-іммобілізовані ферменті мембрани:
поверхнева реакція між іонноспецифікованим ферментом, який по черзі звязаний з твердою
поверхню або імобілізований в матриці - в основному
для біомедичних застосувань
Розчинні неорганічні мембрани солі: або кристалічні або порошкоподібні солі вдавлюються в
використовуване тверде тіло. Типовими солями є
LaF3 або суміші солей таких, як Ag2S і AgCl. Ці електроди селективні до F , S і Cl і подібних іонів.