Wat is een potentiometrische sensor?
Een potentiometrische sensor is een type chemische sensor die wordt gebruikt in een breed scala aan industriële processen om de volumetrische aanwezigheid van een verbinding te bepalen op basis van de detectie van ionische atomen of moleculen in de verbinding die een elektrische lading dragen. De sensor vereist geen stroomstroom, maar alleen dat de verbinding zelf, of het nu vloeibaar of gas is, gaat tussen de elektroden van het sensorapparaat. Een van de meest voorkomende potentiometrische sensoreenheden die vanaf 2011 zijn vervaardigd, is de zuurstofsensor die in auto's is opgenomen, maar er zijn veel andere toepassingen voor de technologie.
De basisfunctie van een potentiometer die in het hart staat van een potentiometrische sensor is dat een bekende spanning op een referentie -elektrode wordt gebruikt als een vergelijking van een spanning die verandert in een werkelektrode. Het spanningsverschil treedt op wanneer een vaste elektrolytverbinding tussen de twee elektroden een elektrische lading verkrijgt als vloeistof of gas in de vorm van een ionische geleider die erdoorheen gaat. Het niveau oF lading wordt gebruikt om de aanwezige hoeveelheid ionen te bepalen, en deze waarde kan vervolgens worden vergeleken met verwachte massawaarden en controles activeren om een gewenste evenwichtstoestand te handhaven.
Oxygensensoren, ook bekend als lambda-sondes, zijn sinds 1980 opgenomen in auto's die in de Verenigde Staten zijn vervaardigd als een routinematig gebruikte potentiometrische sensor en zijn aanwezig om ervoor te zorgen dat de voertuigen voldoen aan de normen voor vervuilingscontrole in bepaalde staten zoals Californië en om de prestaties van motoren voor brandstofefficiëntie te optimaliseren. Ze werken door de hoeveelheid geïoniseerde zuurstof te meten die aanwezig is in de uitlaatstroom voor een auto terwijl de motor draait. Microprocessors in het voertuig nemen deze waarde en vergelijk deze met optimale waarden voor uitlaatgassen. Waar er een variatie in de uitgang bestaat, kan de computerbesturing het lucht-/brandstofmengsel van het voertuig aanpassen en ontstekingstimingBE dat er een volledige verbranding van brandstof en verminderde vervuiling is. Alle soorten voertuigen, hetzij aangedreven door dieselbrandstof, benzine, ethanol of combinaties van dergelijke brandstoffen, maken gebruik van deze sensoren en meer moderne versies van de apparaten meten een reeks verschillende uitlaatgassen naast alleen zuurstof.
Andere toepassingen voor een potentiometrische sensor zijn onder meer sporengasanalyse in analytische chemie tot delen per biljoen en om de polaire hoeveelheid oplosmiddelen zoals water, alcohol en andere chemicaliën te bepalen die worden gebruikt bij het creëren van precieze industriële oplossingsformules. Onderzoek vanaf 2011 heeft ook geleid tot het gebruik van de potentiometrische sensor in farmaceutische analyse. Ze worden gebruikt om lood- en oppervlakteactieve stoffen in afvalwaterstromen van zuiveringsinstallaties te detecteren, en om vele andere redenen op de landbouw- en medische gebieden, evenals voor milieuvervuilingscontroles in verschillende industrieën. Ion membraan potentiometrische sensorontwerpen die worden gebruikt om zware metalen te detecteren, SucH als lood of bij het bepalen van het pH -niveau van grondmonsters, kan resultaten opleveren in 15 seconden of minder en herhaaldelijk worden gebruikt gedurende maximaal vier maanden zonder af te breken.