1、物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用 物聯網系列教材物聯網系列教材榮榮獲獲陜西省高等教育教學成果陜西省高等教育教學成果二等二等獎獎 點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用第第10章章化學傳感器和生物傳感器化學傳感器和生物傳感器點擊此處結束放映點擊此處結束放映 化學傳感器化學傳感器10.1生物傳感器生物傳感器10.2物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用點擊此處結束放映點擊此處結束放映 化學傳感器化學傳感器10.1物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用點擊此處結束

2、放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用 化學傳感器是將各種物質的化學成分定性或化學傳感器是將各種物質的化學成分定性或定量檢測的傳感器。化學傳感器能將各種化學物質定量檢測的傳感器。化學傳感器能將各種化學物質特性（如離子濃度、氣體成分、空氣濕度等）的變特性（如離子濃度、氣體成分、空氣濕度等）的變化轉換為電信號。化轉換為電信號。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.1.1 離子敏傳感器離子敏傳感器 1.離子敏傳感器的概念離子敏傳感器的概念 離子敏傳感器能檢測出溶液中離子的種類或濃度。 2.離子選擇性電極離子選擇性電極 （1）離子選

3、擇性電極的定義）離子選擇性電極的定義 最簡單的離子敏傳感器是離子選擇性電極，它能測定溶液中離子的活度或濃度。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用（2）離子選擇性電極的結構）離子選擇性電極的結構 參比電極參比電極：當待測液的組成改變時，其電極電位保持一定的電極。 內充溶液內充溶液：含有與參比電極呈可逆平衡的離子。（3）離子選擇性電極的）離子選擇性電極的用途用途 可以分辨不同離子的存在。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.1.2 氣敏傳感器氣敏傳感器 氣敏傳感器是一種檢測特定氣體成分或濃度，并將其轉換氣敏傳感器是

4、一種檢測特定氣體成分或濃度，并將其轉換成電信號的傳感器成電信號的傳感器。1. 氣敏傳感器分類氣敏傳感器分類 （1）半導體氣敏傳感器半導體氣敏傳感器 （2）固體電解質氣敏傳感器固體電解質氣敏傳感器 （3）電化學式氣敏傳感器電化學式氣敏傳感器 （4）接觸燃燒式氣敏傳感器接觸燃燒式氣敏傳感器點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用2. 半導體氣敏傳感器半導體氣敏傳感器（1）半導體氣敏傳感器的類型）半導體氣敏傳感器的類型 點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用（2）電阻式半導體氣敏傳感器）電阻式半導體氣敏傳感器 電阻式半導體氣敏

5、傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化還原反應導致敏感元件阻值變化制成的。 點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用點擊此處結束放映點擊此處結束放映（3）非電阻式半導體氣敏傳感器）非電阻式半導體氣敏傳感器 MOS二極管型氣敏傳感器是利用MOS二極管的電容-電壓關系（C-U特性）制成的。 物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用3.半導體氣敏傳感器的應用半導體氣敏傳感器的應用 （1）有毒氣氣體報警器有毒氣氣體報警器 一氧化碳、液化氣、甲烷等都是有毒性氣體，若其濃度超過一定值時，將對人體安全造成危害。 圖10.6中，QM-N10是電阻式氣敏傳感器，它內部有一個加

6、熱絲和一對探測電極（A極和K極）。 （2）可燃氣體濃度檢測器）可燃氣體濃度檢測器點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用 點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.1.3 濕敏傳感器濕敏傳感器 濕敏傳感器是一種能將被測環境的濕度轉換成電信號的裝置。 1. 濕度的表示方法濕度的表示方法（1）絕對濕度）絕對濕度（2）相對濕度）相對濕度 相對濕度（RH）是指空氣中實際所含水蒸氣的分壓（P）和相同溫度下飽和水蒸氣分壓（Pmax）的百分比。（3）露點）露點點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應

7、用2. 濕敏傳感器的基本原理濕敏傳感器的基本原理（1）電阻式濕敏傳感器）電阻式濕敏傳感器 電阻式濕敏傳感器是利用濕敏電阻隨濕度變化的特性制成的，其感濕特征量為電阻值。 電解質式（氯化鋰）電阻濕敏傳感器電解質式（氯化鋰）電阻濕敏傳感器 氯化鋰（LiCl）濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子導電率發生變化而制成的測濕元件。 陶瓷式電阻濕敏傳感器陶瓷式電阻濕敏傳感器 高分子式電阻濕敏傳感器高分子式電阻濕敏傳感器點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用（2）電容電容式濕敏傳感器式濕敏傳感器 電容式濕敏傳感器是利用濕敏元件電容量隨濕度變化的特性制成的，其感濕特征量為電容

8、值。 點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用3. 濕敏傳感器的濕敏傳感器的應用應用（1）直讀式濕度計）直讀式濕度計 圖10.14中RH為氯化鋰濕度傳感器。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用（2）汽車后窗玻璃自動去濕電路）汽車后窗玻璃自動去濕電路 圖10.15中RH為后窗玻璃上的濕敏傳感器。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用 生物傳感器生物傳感器10.2點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.2.1 生物傳感器的工作原理生物傳感器的工

9、作原理 生物傳感器的工作原理如圖10.16所示，在生物功能膜上（或膜中）附著有生物傳感器的敏感物質。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.2.2 酶傳感器酶傳感器酶傳感器由分子識別功能的固定化酶膜與電化學裝置兩部分構成。大多數酶是水溶性的，需要通過固定化技術制成酶膜，才能構成酶傳感器的受體。當把裝有酶膜的酶傳感器插入試液時，被測物質在固定化酶膜上發生催化化學反應，生成或消耗電極活性物質（如O2、NH3等），用電化學測量裝置（如電極）測定反應中電極活性物量的變化，電極就能把被測物質的濃度變換成電信號。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應

10、用物聯網傳感器技術與應用10.2.3 葡萄糖傳感器葡萄糖傳感器 1967年，S.J.烏普迪克等研制出了第一個生物傳感器葡萄糖傳感器。測定血液中葡萄糖的濃度對糖尿病患者非常重要。可以通過測量氧（O2）的消耗量、或過氧化氫（H2O2）的生成量測量葡萄糖的濃度。點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用點擊此處結束放映點擊此處結束放映物聯網傳感器技術與應用物聯網傳感器技術與應用10.2.4 微生物傳感器微生物傳感器微生物傳感器是把活著的微生物菌固定在膜面上，作為生物功能元件使用。好氣性微生物的生長過程離不開氧，它吸入氧氣放出二氧化碳，這種微生物的呼吸可用氧電極或二氧化碳電極測定。厭氣性微生物的生長會受到氧的妨礙，可由其生成的二氧化碳或代謝產物測定生理狀態。點擊此