曹利峰，贾博文，蔡宏忱，陈涛

（天津智易时代科技发展有限公司，天津 300384）

1 电化学传感器的工作原理

电化学传感器利用在两类导体形成的接界面上所发生的带电及电子转换变化情况，将待测物化学量转变成电学量进行传感检测，通过将待测物质以适应形式置于电化学反应池中，测其电化学性质（如电流、电位、电量等）变化从而实现物质组成及含量的测定。

图1 所示的气体电化学传感器，通过与被测气体发生反应并产生与气体浓度成正比的电信号来工作。该传感器主要包含进气透气孔、过滤器、透气膜、工作电极WE、对电极CE、参考电极RE 与电解液等部分。传感器通过一个毛细管型的扩散透气孔来限制气体的扩散，通过过滤器来尽量限制非检测气体的进入，透气膜主要起到渗透气体、防止电解液外泄的作用。待测气体进入传感器在工作电极上发生氧化反应，产生与目标气体浓度成正比的电流，经外电路在工作电极和对电极间流动，为电极发生与工作电极相反的反应提供平衡电流。工作电极长时间发生电化学反应产生电流，工作电极出现极化导致电位产生偏移，参考电极主要是保障传感器保持良好的灵敏度与线性度，使工作电极处在一定的线性响应范围。

图1 电化学传感器结构

典型的常用气体传感器在工作电极的反应方程式如下：

一氧化碳（CO）：CO+H2O →CO2+2H++2e-

二氧化硫（SO2）：SO2+2H2O →H2SO4+2H++2e-

一氧化氮（NO）：NO+2H2O →HNO3+3H++3e-

二氧化氮（NO2）：NO2+2H++2e-→NO+H2O

臭氧（O3）：O3+2H++2e-→O2+H2O

氨（NH3）:12NH3+I2+6H2O →2IO3+12NH++10e-

硫化氢（H2S）：H2S+4H2O →H2SO4+8H++8e-

电极上发生的反应正好与工作电极上的反应平衡，电极上的氧被还原并生成水，这一反应的标准方程式为: