電化學傳感器的演進：從氧氣監(jiān)測到多元有毒氣體檢測的精準利器

電化學傳感器的歷史可追溯至20世紀50年代，彼時它們的主要功能是監(jiān)測氧氣濃度。然而，隨著科技的進步，到了20世紀80年代中期，這一技術(shù)實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。小型化、高精度的電化學傳感器開始嶄露頭角，它們不僅能夠檢測PEL（允許暴露極限）范圍內(nèi)的多種不同有毒氣體，而且展現(xiàn)出了卓越的敏感性和選擇性。

在保護人身安全方面，電化學傳感器發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。它們廣泛應用于各種靜態(tài)與移動場合，無論是工業(yè)環(huán)境、實驗室還是醫(yī)療設施，都能提供及時、準確的氣體檢測信息，確保人員安全。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電化學傳感器將繼續(xù)在安全防護領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

電化學傳感器通過氣體反應產(chǎn)生電信號來檢測氣體濃度。它由傳感電極、反電極和薄電解層組成。氣體通過微孔和疏水屏障層到達電極表面，發(fā)生氧化或還原反應，這些反應由特定電極材料催化。反應產(chǎn)生的電流與被測氣體濃度成正比，測量此電流即可確定氣體濃度。由于電極表面連續(xù)反應，傳感電極電勢會變化，導致性能退化。為改善性能，引入了參考電極來保持傳感電極上的穩(wěn)定電壓，確保準確測量。

安森美推出的CEM102微型模擬前端（AFE），憑借其超低功耗和超高電化學傳感精度，為生物化學、空氣質(zhì)量、氣體及有害化學物質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域帶來了革命性的變革。這款AFE以其緊湊的設計和業(yè)界領(lǐng)先的低功耗特性，成為工程師們開發(fā)工業(yè)、環(huán)境和醫(yī)療保健應用中的小巧多用途解決方案的首選，如空氣和氣體檢測、食品加工監(jiān)控、以及醫(yī)療可穿戴設備中的連續(xù)血糖監(jiān)測等。

在生命與環(huán)境科學、工業(yè)材料與食品加工等多個領(lǐng)域，化學物質(zhì)測量是提升安全性、效率和認知的重要參考。特別是在實驗室、采礦和材料制造中，電化學傳感器如電位計或腐蝕傳感器不僅是生產(chǎn)系統(tǒng)反饋的關(guān)鍵，更是保障員工安全的重要工具。

CEM102以其超小體積和超低功耗特性，特別適用于電池供電的電化學傳感器應用。在工業(yè)安全設備如便攜式氣體檢測中，CEM102能夠在偏遠環(huán)境或移動作業(yè)中及時提醒工人潛在危險。

CEM102與RSL15 Bluetooth? 5.2微控制器完美結(jié)合，形成一套完整的電子解決方案。RSL15以其行業(yè)領(lǐng)先的低功耗藍牙技術(shù)，為生物傳感器和環(huán)境傳感器提供了精確測量化學電流的能力，同時保持超低系統(tǒng)功耗和寬電源電壓范圍。兩者的無縫集成、緊湊尺寸和卓越能效，對于縮小設備體積和確保持久運行至關(guān)重要，尤其適合電池供電的應用場景。

這一組合產(chǎn)品是安森美模擬和混合信號產(chǎn)品組合的重要組成部分，旨在簡化開發(fā)流程，推動電流型傳感器技術(shù)的集成與創(chuàng)新。它賦予設計人員更大的靈活性，以創(chuàng)建高性能、高能效且互聯(lián)的應用。與其他產(chǎn)品相比，該解決方案在精度、降噪和低功耗方面表現(xiàn)出色，同時簡化了物料清單（BoM），易于校準，降低了制造復雜性。

CEM102具備寬電源電壓范圍（1.3 V至3.6 V），適用于1.5 V氧化銀電池或3 V紐扣電池。在禁用模式下，其功耗僅為50 nA，在傳感器偏置模式下為2 uA，而在18位ADC連續(xù)轉(zhuǎn)換的測量模式下為3.5 uA。這意味著，僅使用3 mAh電池即可工作14天，而大容量電池則能持續(xù)工作數(shù)年，這一表現(xiàn)在市場上處于領(lǐng)先地位。

CEM102的核心特性包括：

• 完整的雙通道電化學測量解決方案（系統(tǒng)級）

• 支持1到4個電極

• 極低的系統(tǒng)電流消耗

• 支持兩種電池選擇：1.3 - 1.65V或2.375 - 3.6V

• 高分辨率ADC、多個DAC用于連續(xù)偏置設置和工廠微調(diào)系統(tǒng)

• 傳感器異常情況檢測和主機處理器喚醒

• 小尺寸——1.884 x 1.848 mm封裝

 相關(guān)資料：

CEM102 DATASHEET