【正文】 ，有用氧電極或過氧化氫電極作為轉(zhuǎn)換器的電流型葡萄糖電極等 ． 實際上還可再細分 。 22 生物親合型傳感器 被測物質(zhì)與分子識別元件上的敏感物質(zhì)具有生物親合作用，即二者能特異地相結(jié)合，同時引起敏感材料的分子結(jié)構(gòu)和 /或固定介質(zhì)發(fā)生變化。 21 二、生物傳感器分類 根據(jù)傳感器 輸出信號的產(chǎn)生方式 ,可分為 生物親合型 生物傳感器、 代謝型或催化型 生物傳感器 。也可以用這種方法測定底物濃度 . ? 上述三原理的生物傳感器共同點： 都是將分子識別元件中的生物敏感物質(zhì)與待測物發(fā)生化學反應(yīng) ,將反應(yīng)后所產(chǎn)生的化學或物理變化再通過信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栠M行測量 ,這種方式統(tǒng)稱為 間接測量方式 . 20 （ 4）直接產(chǎn)生電信號方式 ? 這種方式可以使酶反應(yīng)伴隨的電子轉(zhuǎn)移、微生物細胞的氧化直接 (或通過電子遞體的作用 )在電極表面上發(fā)生。 19 （ 3）將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘? 例如，過氧化氫酶 ,能催化過氧化氫發(fā)光 ,因此如設(shè)法將過氧化氫酶膜附著在光纖或光敏二極管的前端 ,再和光電流測定裝置相連 ,即可測定過氧化氫含量。 （ 2） 將熱變化轉(zhuǎn)換成電信號 固定化的生物材料與相應(yīng)的被測物作用時常伴有熱的變化。 17 生物傳感器工作原理 ? 生物傳感器的工作原理是待測物質(zhì)經(jīng)擴散作用進入固定生物膜敏感層，經(jīng)分子識別而發(fā)生生物學作用，產(chǎn)生的信息如光、熱、音等被相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換器變?yōu)榭啥亢吞幚淼碾娦盘枺俳?jīng)二次儀表放大并輸出，以電極測定其電流值或電壓值，從而換算出被測物質(zhì)的量或濃度。 16 生物傳感器 一、生物傳感器的基本概念 ? 生物傳感器通常是指由一種 生物敏感部件 和轉(zhuǎn)化器 緊密結(jié)合 ,對特定種類化學物質(zhì)或生物活性物質(zhì)具有選擇性和可逆響應(yīng)的分析裝置。 15 微波無損檢測 微波無損檢測是綜合利用微波與物質(zhì)的相互作用 ， 一方面微波在不連續(xù)界面處會產(chǎn)生反射 、 散射 、 透射 ，另一方面微波還能與被檢材料產(chǎn)生相互作用 ， 此時的微波場會受到材料中的電磁參數(shù)和幾何參數(shù)的影響 。 若兩臂行程長度不同 ， 兩路微波疊加后不能相互抵消 ， 經(jīng)檢波器后便有不平衡信號輸出 。 為了精確地測量出這一微小變化 ， 通常采用微波自動平衡電橋法 ， 前面討論的微波傳輸行程作為測量臂 ， 而完全模擬測量臂微波的傳輸行程設(shè)置一個參考臂 （ 圖右部 ） 。 因此被測物體的厚度與微波傳輸過程中的行程長度有密切關(guān)系 ， 當被測物體厚度增加時 ， 微波傳輸?shù)男谐涕L度便減小 。 微波信號源發(fā)出的微波 ， 經(jīng)過環(huán)行器 A、 上傳輸波導管傳輸?shù)缴辖K端器 ， 由上終端器發(fā)射到被測物體上表面上 ， 微波在被測物體上表面全反射后又回到上終端器 ， 再經(jīng)過傳輸導管 、 環(huán)行器 A、 下傳輸波導管傳輸?shù)较陆K端器 。 12 微波測厚儀 微波測厚儀是利用微波在傳播過程中遇到被測物體金屬表面被反射 ， 且反射波的波長與速度都不變的特性進行測厚的 。 其中 ， T1放置無水酒精 ， T2放置被測樣品 。 使用微波傳感器，測量干燥物體與含一定水分的潮濕物體所引起的微波信號的相移與衰減量， 就可以換算出物體的含水量。 在外電場作用下 ， 偶極子會形成定向排列 。 其次 ， 使用時外界環(huán)境因素影響較多 ， 如溫度 、 氣壓 、 取樣位置等 。 7 微波傳感器的特點 微波傳感器作為一種新型的非接觸傳感器具有如下特點： ① 有極寬的頻譜 （ 波長 = mm~ ） 可供選用 ， 可根據(jù)被測對象的特點選擇不同的測量頻率； ② 在煙霧 、 粉塵 、 水汽 、 化學氣氛以及高 、 低溫環(huán)境中對檢測信號的傳播影響極小 ， 因此可以在惡劣環(huán)境下工作； ③ 時間常數(shù)小， 反應(yīng)速度快， 可以進行動態(tài)檢測與實時處理， 便于自動控制； 8 ④ 測量信號本身就是電信號 ， 無須進行非電量的轉(zhuǎn)換 ， 從而簡化了傳感器與微處理器間的接口 ， 便于實現(xiàn)遙測和遙控； ⑤ 微波無顯著輻射公害 。 靈敏度要求特別高的可使用超導材料的約瑟夫遜結(jié)檢測器 、 SIS檢測器等超導隧道結(jié)元件 。 幾兆赫以下可用半導體 PN結(jié) 。 (c) 旋轉(zhuǎn)拋物面天線 。 常用的微波天線 (a) 扇形喇叭天線 。 為了使發(fā)射的微波具有尖銳的方向性 ， 天線要具有特殊的結(jié)構(gòu) 。 由于微波波長很短 ，即頻率很高 （ 300 MHz～ 300 GHz） ， 要求振蕩回路中具有非常微小的電感與電容 ， 因此不能用普通的電子管與晶體管構(gòu)成微波振蕩器 。 4 微波傳感器通常由微波發(fā)射器 （ 即微波振蕩器 ） 、 微波天線及微波檢測器三部分組成 。 通常它可以測量物體的位置 、 位移 、 厚度等參數(shù) 。 若利用接收天線 ， 接收到通過被測物體或由被測物體反射回來的微波 ， 并將它轉(zhuǎn)換為電信號 ， 再經(jīng)過信號調(diào)理電路 ， 即可以顯示出被測量 根據(jù)微波傳感器的原理 ， 微波傳感器可以分為 反射式 和 遮斷式 兩類 。 具有下列特點： ① 定向輻射的裝置容易制造； ② 遇到各種障礙物易于反射； ③ 繞射能力差； ④ 傳輸特性好 ， 傳輸過程中受灰塵 、 強光的影響??； ⑤ 介質(zhì)對微波的吸收與介質(zhì)的介電常數(shù)成比例。1 微波傳感器 一、 微波概述 微波是波長為 1 mm～ 1 m的電磁波 ， 可以細分為三個波段： 分米波 、 厘米波 、 毫米波 。 微波既具有電磁波的性質(zhì) ， 又不同于普通無線電波和光波的性質(zhì) ， 是一種相對波長較長的電磁波 。 2 二、微波傳感器的原理和組成 微波傳感器由發(fā)射天線發(fā)出微波 ， 遇到被測物體時將被 吸收 或 反射 ， 使微波功率發(fā)生變化 。 3 （ 1） 反射式微波傳感器 反射式微波傳感器是通過檢測被測物反射回來的微波功率 或經(jīng)過的 時間間隔 來測量被測量的 。 （ 2） 遮斷式微波傳感器 遮斷式微波傳感器是通過檢測接收天線收到的 微波功率 大小來判斷發(fā)射天線與接收天線之間有無被測物體或被測物體的厚度 、 含水量等參數(shù)的 。 （ 1） 微波振蕩器及微波天線 微波振蕩器是產(chǎn)生微波的裝置 。 構(gòu)成微波振蕩器的器件有調(diào)速管 、 磁控管或某些固態(tài)器件 . 5 由微波振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號需要用波導管傳輸 ， 并通過天線發(fā)射出去 。 常用的天線如圖所示 。 (b) 圓錐形喇叭天線 。 (d) 拋物柱面天線 6 （ 2） 微波檢測器 電磁波作為空間的 微小電場變動 而傳播 ， 所以使用電流 電壓特性呈現(xiàn)非線性的電子元件作為探測它的敏感探頭 , 敏感探頭在其工作頻率范圍內(nèi)必須有足夠快的 響應(yīng)速度 。 頻率比較高的可使用肖特基結(jié) 。 接近光的頻率可使用由金屬 氧化物 金