電化學氣體傳感器

1962年田口先生開始研究，並變成世界上第一個成功用簡單電子線路探測低濃度易燃和還原氣體，發展為半導體器件的人。以這種技術為基礎的器件常稱為（TGS）（田口氣體探測器）。

傳感器有二或三個和電解液接觸的電極，偶也爾有四個電極。典型電極由大表面積貴金屬和多孔厭水膜組成。電極和電解液和周圍空氣接觸，並由多孔膜監測。一般用礦物酸作電解液。但有些傳感器也用有機電解液。電極一般放在有氣體進孔和電接觸的塑料盒內。

氣體通過多孔膜背面擴散入傳感器的工作電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學反應引起流經外部線路的電流。除測量外，還要放大和進行其它信號加工；外線路維持經過傳感器的電壓和一個二電極反向參考傳感器的電壓。在反向電極產生一相反的反應。這樣，如工作電極是氧化，則相反電極就是還原。

電流大小由研究對象氣體在工作電極處氧化多少所控制。傳感器是經過設計的，因此，氣體供應受擴散限制，而傳感器是正比於氣體濃度的線性輸出。線性輸出是電化學傳感器比其它技術傳感器（即紅外）的優點之一。其它的傳感器要在輸出前線性化。線性輸出允許較精確地測量低濃度，並校正簡單（只需校正底線和一個點）。

控制擴散提供另一優點。改表擴散勢壘可製造適合特別對象的氣體濃度範圍。再有，擴散勢壘是主要的機械部份，電化學傳感器一經校正後，隨時間較穩定。因此，以電化學傳感器為基的儀器比一些其它技術的探測器要求較少維護。原則上，靈敏度基於氣體通入傳感器通路的擴散性質可以計算。雖然測量擴散性質的實驗誤差使計算較用氣體校正的精度較小。

對一些氣體，如環氧乙烷的橫向靈敏度可能是個問題，因為乙烷要求一個活性好的工作電極催化和氧化的高電勢。因此，較易氧化氣體，如酒和一氧化碳。也有類似的問題。橫向靈敏度問題可通過使用化學過濾消除。例如。過濾器可使對象氣體暢通，並反應，但移去普通干擾。

儘管電化學傳感器有許多優點，但它並不適合每一種氣體。這是由於它的探測機理包括氣體的氧化或還原。雖然它可間接探測電化學惰性氣體，如這氣體和其它樣品在傳感器內反應併產生迴應，但電化學氣體傳感器一般僅適用於電化學性能活潑的氣體。二氧化碳傳感器是這種接近的例子（即不能用電化學氣體傳感器測二氧化碳），它們已商品化幾年了。