電化學(xué)傳感器的演進(jìn)：從氧氣監測到多元有毒氣體檢測的精準利器

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

在保護人身安全方面，電化學(xué)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(dòng)場(chǎng)合，無(wú)論是工業(yè)環(huán)境、實(shí)驗室還是醫療設施，都能提供及時(shí)、準確的氣體檢測信息，確保人員安全。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，電化學(xué)傳感器將繼續在安全防護領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

電化學(xué)傳感器通過(guò)氣體反應產(chǎn)生電信號來(lái)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(guò)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。由于電極表面連續反應，傳感電極電勢會(huì )變化，導致性能退化。為改善性能，引入了參考電極來(lái)保持傳感電極上的穩定電壓，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(xué)傳感精度，為生物化學(xué)、空氣質(zhì)量、氣體及有害化學(xué)物質(zhì)監測領(lǐng)域帶來(lái)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(kāi)發(fā)工業(yè)、環(huán)境和醫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、食品加工監控、以及醫療可穿戴設備中的連續血糖監測等。

在生命與環(huán)境科學(xué)、工業(yè)材料與食品加工等多個(gè)領(lǐng)域，化學(xué)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(shí)驗室、采礦和材料制造中，電化學(xué)傳感器如電位計或腐蝕傳感器不僅是生產(chǎn)系統反饋的關(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(xué)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(dòng)作業(yè)中及時(shí)提醒工人潛在危險。

CEM102與RSL15 Bluetooth? 5.2微控制器完美結合，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(xué)電流的能力，同時(shí)保持超低系統功耗和寬電源電壓范圍。兩者的無(wú)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(chǎng)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(jiǎn)化開(kāi)發(fā)流程，推動(dòng)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出色，同時(shí)簡(jiǎn)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連續轉換的測量模式下為3.5 uA。這意味著(zhù)，僅使用3 mAh電池即可工作14天，而大容量電池則能持續工作數年，這一表現在市場(chǎng)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(xué)測量解決方案（系統級）

• 支持1到4個(gè)電極

• 極低的系統電流消耗

• 支持兩種電池選擇：1.3 - 1.65V或2.375 - 3.6V

• 高分辨率ADC、多個(gè)DAC用于連續偏置設置和工廠(chǎng)微調系統

• 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