陳書仙中國石油大慶石化分公司質(zhì)量檢驗(yàn)中心

化學(xué)傳感器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

陳書仙
中國石油大慶石化分公司質(zhì)量檢驗(yàn)中心

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，大量先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，有效的促進(jìn)了各行各業(yè)的迅猛發(fā)展，其中就包括先進(jìn)技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)如今化學(xué)傳感器已經(jīng)被普遍應(yīng)用和推廣。今天，本文通過對化學(xué)傳感器的研究，分析了化學(xué)傳感器的工作原理以及現(xiàn)階段的應(yīng)用狀況，同時(shí)也介紹了一些占據(jù)市場大部分的新型化學(xué)傳感器，并結(jié)合本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)和研究經(jīng)驗(yàn)提出了現(xiàn)如今市場上流通的化學(xué)傳感器存在的缺陷以及傳感器的發(fā)展趨勢。下面，我們就來通過以下幾個(gè)方面來展開對化學(xué)傳感器的詳細(xì)研究與分析。

化學(xué)；傳感器；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢；研究

前言：

在第三次工業(yè)革命的推動(dòng)下，傳感器遇到了前所未有的廣闊發(fā)展空間，化學(xué)傳感器相對于傳統(tǒng)的傳感器來講，根據(jù)靈敏性、選擇性，同時(shí)體積相對更小，更容易工作人員攜帶，現(xiàn)如今已經(jīng)完全取代傳統(tǒng)傳感器，被廣泛應(yīng)用到化工企業(yè)、造紙企業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)以及廣大人民群眾的日常生活中，通過對化學(xué)傳感器的廣泛應(yīng)用，可以快速、敏捷的檢測出有毒氣體以及有害物質(zhì)，并且可以快速的計(jì)算出有毒物質(zhì)的濃度，來各行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展提高科學(xué)、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，試想，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，化學(xué)傳感器的發(fā)展空間廣闊無邊，同時(shí)我們作為與化學(xué)傳感器研究相關(guān)的工作人員，在新時(shí)代發(fā)展下一定要加快對新型化學(xué)傳感器的研究步伐，使化學(xué)傳感器更加科學(xué)、完善，更好的服務(wù)于人類的生產(chǎn)生活。以下就是本文介紹的幾種不同的化學(xué)傳感器，并剖析了化學(xué)傳感器的發(fā)展趨勢，希望可以給廣大同行業(yè)者帶來幫助及提供資料借鑒。

1.對新型化學(xué)傳感器的研究

1.1.首先，我們分析下光學(xué)類的化學(xué)傳感器。光學(xué)類化學(xué)傳感器是一種建立在光學(xué)發(fā)展基礎(chǔ)上的新型化學(xué)傳感器，對其應(yīng)用的主要作用是測量微量物質(zhì)以及很靚物質(zhì)的濃度，其工作的原理是根據(jù)不同物質(zhì)的不同電信號的原來，或者是不同濃度的物質(zhì)有所不同的原理，其反應(yīng)機(jī)理就是化學(xué)傳感器中的光學(xué)材料在遇到不同測試物質(zhì)使所發(fā)出的信號也不同，通過信號的不同數(shù)據(jù)就可以判斷出不同的物質(zhì)，這種傳感器具有操作偏激、檢測精準(zhǔn)的特點(diǎn)，因此成為應(yīng)用最為廣泛的傳感器之一，下面，我們就來詳細(xì)介紹兩個(gè)應(yīng)用較為廣泛的兩種光學(xué)類化學(xué)傳感器。第一，熒光傳感器。這種傳感器所應(yīng)用的材料是熒光傳感原件，工作原理是激勵(lì)光源，來反應(yīng)出檢測物質(zhì)的信號。其反應(yīng)機(jī)理是，就是應(yīng)用一些芳體的發(fā)光物質(zhì)，這些物質(zhì)在紫外光區(qū)和可見光區(qū)會(huì)發(fā)射出光譜，而這些芳體物質(zhì)在與檢測的化和物質(zhì)想碰觸的時(shí)候，這些化和物質(zhì)的就會(huì)被重新排列，其表現(xiàn)出的結(jié)果或是發(fā)射熒光，或是進(jìn)行內(nèi)部轉(zhuǎn)化，或是出現(xiàn)光學(xué)反應(yīng)。而被檢測物質(zhì)中的不同物質(zhì)在遇到熒光化學(xué)傳感器時(shí)所表現(xiàn)出的方式也不同，進(jìn)行，就可以科學(xué)的測定出檢測物質(zhì)中的不同成分的濃度。熒光化學(xué)傳感器的使用方法就是配置標(biāo)準(zhǔn)的溶液進(jìn)行對比檢測，該傳感器比較使用與檢測金屬物質(zhì)，如鈉鎂鋁、鋅等物質(zhì)。同時(shí)，熒光傳感器也比較適用與對葡萄糖濃度的檢測中，由于熒光傳感器具有長時(shí)間、可進(jìn)行距離檢測的優(yōu)點(diǎn)，在未來發(fā)展中勢必會(huì)被廣泛應(yīng)用于空氣重金屬物質(zhì)的檢測中去，對于環(huán)境的保護(hù)工作會(huì)起到重要的作用。第二，光纖化學(xué)傳感器。光纖傳感器主要是利用各種新式合成的化學(xué)指示劑作為傳感器的識(shí)別元件，但是指示劑應(yīng)用傳感器中首先要具備兩個(gè)基本條件：指示劑能固定于傳感器前端的薄膜當(dāng)中；能夠與待測溶液的離子發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)。產(chǎn)生中間產(chǎn)物也會(huì)有較強(qiáng)的光學(xué)效應(yīng)，根據(jù)反射回來的光的強(qiáng)度來判斷未知物質(zhì)濃度的大小。此外，還有很多光學(xué)類的化學(xué)傳感器，例如光化學(xué)氣敏傳感器、磷光傳感器等等，光學(xué)類化學(xué)傳感器以他特別的優(yōu)勢已經(jīng)在被廣泛的研究。

1.2 化學(xué)電極類傳感器。這是一種基于不同離子濃度對應(yīng)不同電信號的一類電化學(xué)傳感器，它是根據(jù)離子的選擇性特點(diǎn)來進(jìn)行工作的，也是化學(xué)傳感器中比較早的一類傳感器，目前技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，很多檢測方法已經(jīng)將其當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行對照，這也是一種無損的檢測分析方法可以進(jìn)行連續(xù)的自動(dòng)檢測分析，目前已經(jīng)可以做到遠(yuǎn)程控制檢測。下面，我們就以敏感膜傳感器和氣敏傳感器為例進(jìn)行詳細(xì)探討。第一，敏感膜傳感器。這種傳感器也是一種簡潔、便攜的分析方法，使用比較方便，維修方法比較簡單，和電極傳感器類似，它根據(jù)不同的離子對不同的物質(zhì)敏感做出一些敏感膜傳感器，與標(biāo)準(zhǔn)電極一起放在待測溶液里。第二，氣敏傳感器。很多金屬氧化物被用作氣敏傳感器的材料，例如費(fèi)加羅傳感器公司生產(chǎn)了很多便攜式的氣敏傳感器廣泛的應(yīng)用在化工、醫(yī)療、食品衛(wèi)生等行業(yè)的氣體檢測當(dāng)中，而且多種氣敏傳感器聯(lián)合在一起，采集的數(shù)據(jù)用智能的算法進(jìn)行分類可以對食物的新鮮程度，或是溶液的濃度摻假等等。

2.化學(xué)傳感器目前的缺點(diǎn)和以后的發(fā)展趨勢

2.1 首先，我們先來探討下化學(xué)傳感器目前面臨的問題。首先，化學(xué)傳感器被長時(shí)間應(yīng)用中，會(huì)產(chǎn)生被檢測物質(zhì)污染的問題，屆時(shí)傳感器的有關(guān)原件就會(huì)損壞，造成傳感器的識(shí)別能力下降，所檢測出的數(shù)據(jù)失誤的現(xiàn)象。因此，避免化學(xué)傳感器被污染、化學(xué)傳感器自動(dòng)恢復(fù)數(shù)據(jù)等問題成為研究者重點(diǎn)研究的問題之一。

2.2 其次，我們再來探討下化學(xué)傳感器的未來發(fā)展趨勢。在新技術(shù)革命的推動(dòng)下，化學(xué)傳感器發(fā)展空間廣闊，試想化學(xué)傳感器未來發(fā)展勢必朝著集成化、多功能化、智能化方向發(fā)展，集成化就是將多種功能的化學(xué)傳感器集成到一個(gè)機(jī)器中，屆時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對多種物質(zhì)的統(tǒng)一檢測，使化學(xué)傳感器操作更加便捷，適應(yīng)性能更加強(qiáng)大，可以對危險(xiǎn)環(huán)境、高溫環(huán)境下的物質(zhì)進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測。同時(shí)，化學(xué)傳感器勢必會(huì)朝著便捷化方向發(fā)展，可以適用與各類人群、各類行業(yè)操作使用。

結(jié)語：

綜上所述，化學(xué)傳感器是傳感器發(fā)展的重要分支之一，是傳感器領(lǐng)域的一個(gè)新突破，化學(xué)傳感器的廣泛應(yīng)用對于人力的可持續(xù)發(fā)展意義重大。

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