電位差センサーとは何ですか？

ポテンショメトリックセンサーは、電荷を運ぶ化合物内のイオン原子または分子の検出に基づいて化合物の体積の存在を判断するために、さまざまな産業プロセスで使用される化学センサーの一種です。 センサーは電流の流れを必要としませんが、液体または気体を問わず、化合物自体がセンサーデバイスの電極間を通過するだけです。 2011年時点で製造されている最も一般的なポテンショメトリックセンサーユニットの1つは、自動車に組み込まれた酸素センサーですが、この技術には他にも多くの用途があります。

ポテンショメータの心臓部であるポテンショメータの基本的な機能は、参照電極の既知の電圧が、作用電極で変化する電圧との比較として使用されることです。 電圧差は、2つの電極間の固体電解質化合物が、イオン伝導体の形の液体または気体が通過するときに電荷を獲得するときに発生します。 電荷のレベルは、存在するイオンの量を決定するために使用され、この値は予想される質量値と比較され、望ましい平衡状態を維持するためにコントロールがアクティブになります。

ラムダプローブとも呼ばれる酸素センサーは、1980年以来、米国で製造されている自動車に日常的に使用される電位差センサーとして含まれており、カリフォルニアなどの特定の州で車両が公害防止基準を満たしていることを確認し、最適化するために存在しています燃費のためのエンジンの性能。 これらは、エンジンの稼働中に自動車の排気流に存在するイオン化酸素の量を測定することにより機能します。 車両のマイクロプロセッサはこの値を取得し、排気ガスの最適値と比較します。 出力に変動がある場合、コンピューター制御は、車両の空気/燃料混合物と点火タイミングを調整して、燃料のより完全な燃焼と汚染の低減を保証します。 ディーゼル燃料、ガソリン、エタノール、またはそのような燃料の組み合わせで駆動するかどうかにかかわらず、すべてのタイプの車両はこれらのセンサーを使用し、デバイスのより新しいバージョンでは、酸素だけでなくさまざまな排気ガスを測定します。

ポテンショメトリックセンサーのその他の用途には、分析化学での1兆分の1までの微量ガス分析や、水、アルコール、および正確な産業用溶液処方の作成に使用される他の化学物質の極性量の決定が含まれます。 2011年時点での研究により、医薬品分析に電位差センサーが使用されるようになりました。 それらは、処理プラントからの廃水流中の鉛および界面活性剤を検出するために、また農業および医療分野における他の多くの理由のために、ならびにさまざまな産業における環境汚染制御のために使用されます。 鉛などの重金属の検出や土壌サンプルのpHレベルの決定に使用されるイオン膜電位差計センサーの設計では、15秒以内に結果が得られ、劣化することなく最大4か月間繰り返し使用できます。