Идеална хемикалија сензори су преносиви, јефтини и сигурни уређаји који реагују са идеалном и тренутном селективношћу на одређени аналит у било ком пожељном медијуму да би генерисали мерљиви излазни сигнал при било којој потребној концентрацији аналита. Генерално, ови сензори су уређаји (или) инструменти који одлучују о концентрацији, детективном присуству (или) количини аналита. Сложеност примене хемијског сензора повезана је са техничком сложеношћу која је повезана са овим одређивањем и специфичном природом хемијског материјала који се анализира. На аспекте селективности и осетљивости хемијског сенсинга могу утицати димензионални, фазни и временски аспекти пожељног одређивања. Аналит може бити доступан у течној или чврстој фази на различитим димензионалним скалама које се крећу од литара до пиколитара. Овај чланак пружа кратке информације о а хемијски сензор , његов рад и његове примене.
Шта је хемијски сензор?
Сензор који се користи за мерење и детекцију хемијских количина унутар аналита (састав, постојање одређеног елемента (или) јона, хемијска активност, концентрација) да би се претворио у електронске податке познат је као хемијски сензор. Ови сензори се углавном користе у безброј апликација које укључују системе за детекцију код куће, медицину, нанотехнологију и аутомобилску индустрију.
Структура хемијског сензора
Структура хемијског сензора је приказана испод. Овај сензор је направљен од две значајне компоненте; рецептор или сензорни материјал и претварач. Сензорни материјал ступа у интеракцију са циљним аналитом на различите начине у зависности од типа сензора. Исход ове интеракције је трансформација својства материјала као што су електрична проводљивост и маса.
Следећа компонента овог сензора је претварач , који је одговоран за узимање хемијских података о интеракцији између рецептора и аналита и претварање у електронски сигнал. Након тога, ови подаци се дају рачунару (или) механичкој компоненти.
Хемијски сензор ради на принципу електрохемијске реакције за претварање састава и концентрације органских и неорганских хемијских једињења у електричне сигнале.
Коло хемијског сензора и његов рад
Ово коло описује како ради сензор угљен-моноксида. Овај сензор има три електроде које су уроњене у течни електролит. Ове три електроде су углавном радна електрода, контра електрода и референтна електрода, али најважнија електрода је радна електрода. Ова електрода је направљена од платине која је каталитички метал за угљен моноксид иза које стоји пропусна, иако хидрофобна мембрана. Гас угљен моноксида дифундује кроз порозну мембрану и електрохемијски се оксидује.
Електрони укључени у ток електрохемијске реакције са електроде производе излазни сигнал сензора. Референтна електрода обезбеђује стабилан електрохемијски потенцијал унутар електролита. Ова електрода је једноставно заштићена од излагања гасу угљен моноксида, тако да је њен термодинамички потенцијал увек сличан и остаје стабилан. Поред тога, струја није дозвољена да тече кроз референтну електроду. Обезбеђена је контраелектрода да се заврши коло електрохемијске ћелије.
Ова електрода ради само као друга полућелија и дозвољава електронима да уђу у електролит или да се удаље од њега. Доле коло контролише потенцијал радне електроде и мења струју сигнала у напон познат као потенциостат. Струја из ВЕ (радне електроде) се мења у напон кроз У2 оп-амп. Дакле, ово коло одржава напон радне електроде на потенцијалу пристрасности (Вбиас). Потенцијал РЕ (референтне електроде) се пореди са константним улазним напоном (Вбиас). У1 оп-појачало у колу генерише напон на ЦЕ (контраелектроди) који је адекватан да генерише струју која је тачно еквивалентна и обрнута струји радне електроде. Истовремено, може се одржавати константан напон између радне електроде и референтне електроде.
Сензор угљен моноксида је такође опремљен кроз хемијски селективни филтер који елиминише потенцијално ометајуће гасове пре него што стигну на радну електроду. Ако хемијски селективни филтер ради исправно, хемијски сензор ће имати мањи одговор на ометајуће гасове. Технологија која је горе објашњена може се модификовати да обезбеди сензоре који реагују на различите гасове. Дакле, ово се може постићи различитим радним електродама, хемијски селективним филтерима потенцијала пристрасности.
Типови хемијских сензора
Постоје различите врсте хемијских сензора о којима се говори у наставку.
Алкотест
Алкотест је хемијски сензор који се користи за процену БАЦ (садржаја алкохола у крви) из узорка даха. Кад год људи пију алкохол, онда издишу одређену количину молекула алкохола која је директно пропорционална количини коју попију. Дакле, овај сензор је посебно дизајниран да често мери БАЦ особе како би се одлучило да ли безбедно вози возило или не. Када молекули алкохола ступе у интеракцију кроз рецептор, онда се сусрећу са још једном хемијском супстанцом затвореном у рецептору као што су сумпорна киселина, сребрни нитрат, вода и калијум дихромат. Када се препозна хемијска разлика између две коморе, електрични сигнал се може генерисати и приказати преко његове игле или екрана.
Сензор угљен-диоксида
Сензор угљен-диоксида је такође познат као а ЦО2 сензор који се користи за мерење гаса ЦО2. Заједнички принципи за овај сензор су инфрацрвени гасни сензори и хемијски сензори гаса. Дакле, мерење ЦО2 гаса је значајно за посматрање квалитета ваздуха у затвореном простору, функције плућа у облику капнографског уређаја и разних индустријских области.
Детектор угљен-моноксида
Детектор угљен-моноксида је уређај који се користи за детекцију присуства ЦО гаса да би се избегло тровање угљен-моноксидом. Гас угљен-моноксид је гас без боје, мириса и укуса који настаје делимичним паљењем материјала који садрже угљеник. Високи нивои овог гаса могу бити веома опасни за људе на основу присутне количине и дужине изложености. Ови детектори су углавном дизајнирани да мере нивое ЦО на крају и дају аларм пре него што се опасни нивои ЦО нагомилају у околини, пружајући људима довољно упозорења да безбедно освеже подручје или оду.
Електронски нос
Ан електронски нос или е-нос је уређај који се користи за откривање укуса или мириса. Ово је способно да репродукује људска чула са сензорским низовима и системима за препознавање образаца. Дакле, фазе процеса препознавања су повезане са људским мирисом и врше се за поређење, идентификацију, квантификацију и друге апликације као што су; складиштење и преузимање података. Фазе процеса препознавања су сличне људском мирису и изводе се за идентификацију, поређење, квантификацију и друге апликације, укључујући складиштење и проналажење података.
Сензор нанорода цинковог оксида
Сензор нанорода цинк оксида (ЗнО нанород сензор) је оптички или електронски уређај који се користи за откривање присуства течних молекула или одређених гасова у амбијенталној атмосфери. Овај хемијски сензор користи повећану површину за све материјале нано величине као што су ЗнО наношипке. Апсорпција молекула на наноштаповима може се детектовати кроз разлике у својствима наношипова, као што су фотолуминисценција, фреквенција вибрација, електрична проводљивост, маса, итд. Најједноставнији и најпопуларнији метод је да се електрична струја прође кроз наношипке и прати њене промене при излагању гасни.
Потенциометријски сензор
Потенциометријски сензор је врста хемијског сензора који се користи за откривање аналитичке концентрације неких компоненти у раствору аналитног гаса (или). Овај сензор мери електрични потенцијал електроде када нема напона. Овај сензор има многе предности као што су једноставност и економичност у поређењу са конвенционалним аналитичким инструментима. Дакле, ови сензори се могу користити у различитим областима као што су храна, здравство, пољопривреда, праћење квалитета хране, праћење квалитета воде, праћење здравља, праћење животне средине итд.
Сензор водоника
Сензор водоника је врста сензора; користи се за откривање присуства гаса водоника у различитим пољима. Ови сензори су јефтини, издржљиви, компактни и веома једноставни за одржавање у поређењу са другим сензорима за гас. Водоник је гас без боје, укуса и мириса. Овај сензор се мора користити за откривање садржаја водоника у околини и праћење цурења гаса. Овај сензор се користи у детекторима гаса водоника за откривање цурења гаса.
Флуоресцентни сензор хлорида
Флуоресцентни хлоридни сензор је тип хемијског сензора који се користи за хемијску анализу, за мерење транспорта хлорида кроз ћелијске мембране да би се подесио волумен ћелије, баланс набоја, ексцитабилност мембране и потенцијал мировања. Они се такође користе углавном за дијагнозу цистичне фиброзе. Открића учешћа хлорида (Цл-) у физиолошким процесима стимулишу интрацелуларна мерења Цл- у живим ћелијама и развој флуоресцентних алата.
Разлика између црно-белог хемијског сензора и биосензора
Разлика између хемијских сензора и биосензора укључује следеће.
| Цхемицал Сенсор | Биосензор |
| Хемијски сензор је анализатор. | А биосензор је аналитички уређај, |
| Користи се за претварање хемијског сигнала у електрични. | Користи се за детекцију хемијске супстанце која спаја биолошку компоненту преко физичко-хемијског детектора. |
| Овај сензор користи рецептор и претворник. | Овај сензор користи биолошке и физичке компоненте. |
| Хемијски сензори мере и карактеришу хемијска једињења. | Биосензори мере и карактеришу органске материјале. |
| Примери хемијских сензора су; алкометри, електрохемијски сензори гаса, и сензори угљен моноксида. | Примери биосензора су; Тестови трудноће и сензори за праћење глукозе. |
| Ови сензори се користе у мониторингу животне средине, прехрамбеној индустрији, рударској индустрији, медицинској детекцији, одбрамбеној безбедности, биоинжењерингу итд. | Биосензори се користе за праћење болести, откривање загађивача, откривање лекова, микроорганизама који изазивају болести итд. |
Предности Мане
Предности хемијских сензора укључују следеће.
- Хемијски сензор даје брзе одговоре на различите гасове и паре.
- Ово су приступачне.
- Хемијски сензори су веома једноставни за употребу и преносиви
- Ово није скупо.
Недостаци хемијског сензора укључују следеће.
- Ови сензори су уски (или) њихов температурни опсег је ограничен.
- Овај сензор не може задовољити све потребе еколошког праћења.
- Има ограничен рок трајања.
Примене хемијских сензора
Тхе примена хемијских сензора укључи следеће.
- Хемијски сензори имају значајну примену у медицинској детекцији, праћењу животне средине у прехрамбеној индустрији, биоинжењерингу, безбедности одбране и рударској индустрији.
- Примене хемијских сензора углавном укључују безбедност, критичну негу, индустријску хигијену, контролу квалитета производа, контролу процеса итд.
- Овај сензор помаже у мерењу и откривању хемијских квалитета унутар аналита.
- Они се користе у медицини, кућној безбедности, загађењу животне средине итд.
- Хемијски сенсинг се користи у широком спектру дисциплина као што су; електрохемијска анализа, биомедицинска мерења, праћење загађења и индустријска контрола.
- Ови сензори имају различите апликације за праћење детекције загађења и загађивача.
Молимо погледајте ово за више хемијских сензора и њихових интерфејса;
- МК4 сензор за гас метан.
- МК8 сензор за гас водоника.
Дакле, ово је преглед хемикалије сензор, структура, рад г, кола, типови, разлике, предности, недостаци и примене. Ови сензори су уређаји који се користе за претварање хемијског сигнала у аналитички. Овде се хемијски сигнал може формирати кроз селективну интеракцију између сензорног материјала који се налази у сензору и циљног аналита. Примери хемијских сензора су; Детектори угљен моноксида, детектори глукозе, комарци, тестови на трудноћу, итд. Ево питања за вас шта је биосензор?
