生物传感器的概念

　　生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等）与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

　　生物传感器的原理

　　待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。

　　生物传感器的分类

　　按照其感受器中所采用的生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器、DNA传感器等等。
按照传感器器件检测的原理分类 ，可分为：热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。
　　
　　按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。

　　UVA-1210是一个近紫外波光电传感器，可见光范围不响应，输出电流与紫外指数呈线性关系。适用于手机、PDA、MP4等便携式移动产品测量紫外指数，随时提醒人们（特别是女士）紫外线的强度并注意防晒，也适用于紫外波段的检测器、紫外线指数检测器。

　　紫外传感器

　　电气特性

　　采用氮化镓基材料；PIN型光电二极管；光伏工作模式；对可见光无响应；暗电流低；
输出电流与紫外指数成线性关系。符合欧盟RoHS指令，无铅、无镉。

　　典型应用

　　测量紫外指数：手机、数码相机、MP4.PDA、GPS等携式移动产品；用于紫外检测器：全部紫外线波段的检测器、单UV-A波段检测器、紫外线指数检测器、紫外线杀菌灯辐照检测器。

　　传感器制造工艺

　　以下步骤：1）以注塑方法，成型传感器本体；2）将带有感应头的电路板安装在传感器本体上，并通过焊锡进行焊接；3）盖上保护罩，通过卡扣及加密封胶工艺将感应头固定安装在传感器本体上。应用本制造工艺，由于注塑过程和电路板安装过程是分开进行的，因而避免了现有技术中，在注塑过程中因温度高而损坏电路器件的现象。

　　由于材料科学的发展，一系列无机非金属材料被用来制造传感器，因为它们的一些性质，例如耐高温性、抗腐蚀能力、耐磨损等，对传感器具有实用价值。

　　陶瓷传感器

　　传感器选用陶瓷材料是因为陶瓷材料具有下述性质：

　　相对而言，通过控制它的成分和烧结条件等手段，陶瓷的微观结构比较容易调节。微观结构对陶瓷的所有特性都有重大影响，包括它们的电学、磁性、光学、热学和机械性能。

　　由于陶瓷材料的耐高温和抗恶劣环境影响能力很强，所以常常将它们用于高温环境下的处理过程。

　　陶瓷主要是由价格便宜的材料制备而成的，这就是说用它生产的传感器价格也将比较低廉。

　　陶瓷的结构特性是和下列因素密切相关的：晶粒（块体），分隔相邻晶粒的表面（晶粒间界），分隔晶粒表面和空间的界面，以及结构中的孔隙。由于这些各不相同的特性，既可利用陶瓷块体，也可利用陶瓷表面的性质来制造传感器。

　　目前已用于传感器制备的陶瓷材料有以下几类：

　　1）基于利用其晶粒物理特性的材料
　　2）基于利用其晶粒间界性质的材料
　　3）基于利用其表面特性的陶瓷材料

　　有时，无法严格地将某些陶瓷材料归入任何上述类型，因为传感器的工作是基于不止一种的、而是多种特性的综合效应。表1.4示出了按照所利用的材料属性进行的陶瓷传感器分类。一类是在其工作过程中利用陶瓷块体性质的陶瓷传感器，这类传感器具有材料物理性质的特征——介质，压电体，磁性或半导体。在这些传感器中已经达到的材料特性水准已接近单晶材料所具有的特性水准。

　　全球传感器市场预测

　　2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。

　　一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电系统）传感器、生物传感器等新兴传感器。其中，无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。 　　

　　目前，全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出，传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场，比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大。

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