Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Из электропроводящих сенсоров наиболее значительный интерес представляют амперометрические сенсоры, основанные на применении химически модифицированных электродов с использованием полимерных материалов, тонким слоем нанесенных на поверхность электрода. Разработаны эти сенсоры для обнаружения никеля в кондитерских изделиях, шоколаде и прочих продуктах, отличающихся весьма разнообразным катионным составом.
Действие кондуктометрических сенсоров основано на измерении электропроводности растворов. В ряде случаев точность измерения ими выше других видов электрохимических сенсоров. Разработано несколько типов потенциометрических и амперометрических сенсоров аммиака на основе микроорганизмов.
Электрические сенсоры (ЭС). Принцип действия ЭС основан на изменении их электрической проводимости в присутствии молекул определяемого газа. Существуют подобные электрические сенсоры на O₂, NOx, H₂S, СО, Н₂, углеводороды, позволяющие определять их содержание на уровне 10–5%. Нижняя граница определяемых содержаний с использованием ЭС лежит в пределах 10^–4–10^–6%, а в отдельных случаях еще ниже.
Термисторные сенсоры представляют собой устройство для измерения изменений температуры. В основе их действия лежит явление уменьшения электрического сопротивления (приблизительно 4–7^%/_°С) оксидов металлов (ВаО, СаО, оксид переходного металла), сплавленных при высокой температуре. Термисторы полезны для измерения температур с точностью ±0,005 °С и могут быть использованы для определения малого количества теплоты, которое выделяется в ходе химической реакции. Известно два типа термисторных химических сенсоров (газовые и каталитические).
Один из принципов работы газовых сенсоров может быть основан на индивидуальных сигналах исследуемых газов при ионизации. Такой тип детекторов широко используется в современных газовых анализаторах, таких как хроматографы и масс-спектрометры, для высокоточного измерения концентраций газов. С другой стороны, это сенсоры, способные детектировать опасные для организма человека количества вредных газов в воздушной смеси. Такие газовые сенсоры смогут найти широкое практическое применение в экологическом мониторинге, мониторинге химических предприятий.
Каталитические газовые сенсоры широко используются для определения горючих газов (метана, этана, пропана, угарного газа и водорода) и паров (бензина, органических растворителей) в воздухе. В целях ускорить получение отклика используют катализаторы. К каталитическим газовым сенсорам относятся пеллисторы, которые приме-
няют при температурах около +500 °С. Для газовых сенсоров характерен относительно быстрый отклик: результат можно получить уже через 20 с.
Действие сенсора по теплопроводности в отличие от термисторных и каталитических не связано с химическими реакциями, протекающими на поверхности сенсора (в основе их действия – измерение теплопроводности газов). Используются они в качестве детекторов газовой хроматографии и в качестве газовых сенсоров в промышленности.
Масс-чувствительные сенсоры основаны на использовании пьезоэлектрического эффекта. Сюда включают такие устройства, как поверхностные акустоволновые сенсоры, основанные на использовании пьезоэлектрического эффекта и особенно полезные в качестве газовых сенсоров, например, для определения паров ртути.