Се́нсоры хими́ческие — чувствительные миниатюрные устройства, реагирующие на изменение содержания химического компонента в анализируемой смеси. Они дают прямую информацию о химическом составе среды (раствора), в которую погружен датчик, без отбора анализируемой пробы и ее специальной пробоподготовки. Это могут быть, например, электрохимические ячейки. Химические сенсоры — основные составные части аналитических приборов для определения оксидов азота, кислорода, метана, углекислого газа, глюкозы, ртути, аммиака и др.
Химический сенсор может селективно вычленять и преобразовывать изменение неких физических или химических параметров системы в удобную для анализа форму. Результаты могут быть представлены в графическом, аудиальном и визуальном виде. Химические сенсоры позволяют вести наблюдение за измеряемой величиной в режиме реального времени. В общем виде схема взаимодействия химсенсора с окружающей средой следующая: Внешний сигнал(ы) → сенсор → преобразованный сигнал → реакция на данный сигнал (последний этап не обязателен, он обеспечивает ответ системы на изменившиеся условия внешнего мира). Сам сенсор, как правило, состоит из двух частей: чувствительного блока и блока — преобразователя (трансдьюсера) полученного сигнала в информацию о количестве анализируемого компонента.
Датчик-детектор имеет чувствительный химически селективный к нужному компоненту слой. Возможно наличие специальных ионоселективных мембран, которые избирательно пропускают только определяемые компоненты к детектору. Далее отклик детектора передается на трансдьюсер, который формирует аналитический сигнал пропорционально концентрации определяемого компонента. Далее аналитический сигнал может подаваться на различные цифровые устройства, компьютер.
Возможно объединение нескольких химических сенсоров в одно устройство. Это дает возможность анализировать сложные многокомпонентные смеси и получать информацию о каждом из компонентов смеси.
В зависимости от характера сигнала, возникающего в детекторе химсенсора они могут делиться на следующие основные группы: электрохимические, полевые транзисторы, оптоэлектрические (оптодатчики). Наибольшее распространение в настоящее время получили электрохимические сенсоры.
Химические сенсоры и приборы на их основе широко используют в энергетике, робототехнике, транспорте, медицине, сельском хозяйстве. Неоценима их роль при проведении экологического и химического мониторинга окружающей среды. Применение химсенсоров открывает новые возможности для диагностики материалов и контроля различных технологических процессов.
- Г.К. Будников. Что такое химические сенсоры? Соросовский образовательный журнал. №3. 1998.
- Каттралл Роберт В. Химические сенсоры. – М.: Научный мир, 2000.
- А.А. Егоров. Систематика, принципы работы и области применения датчиков. Журнал радиоэлектроники. №3. 1999.
- Проблемы аналитической химии. Т14. Химические сенсоры. – М.: Наука. 2011.