¿Qué es un sensor potenciométrico?
Un sensor potenciométrico es un tipo de sensor químico utilizado en una amplia gama de procesos industriales para determinar la presencia volumétrica de un compuesto basado en la detección de átomos o moléculas iónicas en el compuesto que transportan una carga eléctrica. El sensor no requiere un flujo de corriente, sino simplemente que el compuesto en sí, ya sea líquido o gas, pasa entre los electrodos del dispositivo del sensor. Una de las unidades de sensor potenciométricas más comunes fabricadas a partir de 2011 es el sensor de oxígeno incorporado en los automóviles, pero hay muchos otros usos para la tecnología.
La función básica de un potenciómetro que está en el corazón de un sensor potenciométrico es que un voltage conocido en un electrodo de referencia se utiliza como una comparación con una voltaje que cambia en un electrodo de trabajo. La diferencia de voltaje ocurre cuando un compuesto de electrolito sólido entre los dos electrodos obtiene una carga eléctrica como líquido o gas en forma de conductor iónico pasa por él. El nivel OLa carga F se usa para determinar la cantidad de iones presentes, y este valor se puede comparar con los valores de masa esperados y activar los controles para mantener un estado de equilibrio deseado.
Los sensores de oxígeno, también conocidos como sondas Lambda, se han incluido en automóviles fabricados en los Estados Unidos desde 1980 como un sensor potenciométrico de uso rutinariamente, y están presentes para garantizar que los vehículos cumplan con los estándares de control de la contaminación en ciertos estados como California, y para optimizar el rendimiento de los motores para la eficiencia de combustible. Funcionan midiendo la cantidad de oxígeno ionizado que está presente en la corriente de escape para un automóvil mientras el motor está funcionando. Los microprocesadores en el vehículo toman este valor y lo comparan con valores óptimos para los gases de escape. Donde hay una variación en la salida, el control de la computadora puede ajustar la mezcla de aire/combustible del vehículo y el tiempo de encendido para ensueRe que hay una combustión más completa de combustible y una reducción de la contaminación. Todos los tipos de vehículos, ya sea con combustible diesel, gasolina, etanol o combinaciones de tales combustibles, hacen uso de estos sensores y versiones más modernas de los dispositivos miden una variedad de diferentes gases de escape aparte de solo oxígeno.
Otros usos para un sensor potenciométrico incluyen análisis de gas traza en química analítica hasta partes por trillón y para determinar la cantidad polar de solventes como el agua, el alcohol y otros productos químicos utilizados en la creación de fórmulas de solución industrial precisas. La investigación a partir de 2011 también ha llevado al uso del sensor potenciométrico en el análisis farmacéutico. Se utilizan para detectar plomo y tensioactivos en las corrientes de aguas residuales de las plantas de tratamiento, y por muchas otras razones en los campos agrícolas y médicos, así como para los controles de contaminación ambiental en una variedad de industrias. Diseños de sensores potenciométricos de membrana iónica utilizados para detectar metales pesados, sucH como plomo o para determinar el nivel de pH de las muestras de suelo, puede producir resultados en 15 segundos o menos y usarse repetidamente por hasta cuatro meses sin degradarse.