O que é um sensor potenciométrico?

Um sensor potenciométrico é um tipo de sensor químico usado em uma ampla variedade de processos industriais para determinar a presença volumétrica de um composto com base na detecção de átomos ou moléculas iônicas no composto que carrega uma carga elétrica. O sensor não requer um fluxo de corrente, mas apenas que o próprio composto, seja líquido ou gás, passa entre os eletrodos do dispositivo sensor. Uma das unidades sensoriais potenciométricas mais comuns fabricadas a partir de 2011 é o sensor de oxigênio incorporado nos automóveis, mas existem muitos outros usos para a tecnologia.

A função básica de um potenciômetro que está no coração de um sensor potenciométrico é que uma tensão conhecida em um eletrodo de referência é usada como uma comparação com uma tensão que muda em um eletrodo em funcionamento. A diferença de tensão ocorre quando um composto eletrolítico sólido entre os dois eletrodos obtém uma carga elétrica quando um líquido ou gás na forma de um condutor iônico passa por ele. O nível de carga é usado para determinar a quantidade de íons presentes, e esse valor pode ser comparado aos valores de massa esperados e ativar controles para manter um estado de equilíbrio desejado.

Os sensores de oxigênio, também conhecidos como sondas lambda, são incluídos nos automóveis fabricados nos Estados Unidos desde 1980 como um sensor potenciométrico usado rotineiramente e estão presentes para garantir que os veículos atendam aos padrões de controle de poluição em determinados estados como a Califórnia e para otimizar o desempenho dos motores para eficiência de combustível. Eles trabalham medindo a quantidade de oxigênio ionizado presente no fluxo de escape de um automóvel enquanto o motor está em funcionamento. Os microprocessadores no veículo pegam esse valor e o comparam aos valores ideais para gases de escape. Onde houver uma variação na produção, o controle do computador pode ajustar a mistura de ar / combustível do veículo e o tempo de ignição para garantir que haja uma combustão mais completa do combustível e redução da poluição. Todos os tipos de veículos, movidos a diesel, gasolina, etanol ou combinações desses combustíveis, fazem uso desses sensores, e versões mais modernas dos dispositivos medem uma gama de diferentes gases de escape, além do oxigênio.

Outros usos para um sensor potenciométrico incluem a análise de gases traços na química analítica, até partes por trilhão e para determinar a quantidade polar de solventes, como água, álcool e outros produtos químicos utilizados na criação de fórmulas de soluções industriais precisas. Pesquisas realizadas em 2011 também levaram ao uso do sensor potenciométrico em análises farmacêuticas. Eles são usados ​​para detectar chumbo e surfactantes em fluxos de águas residuais de estações de tratamento e por muitas outras razões nos campos agrícola e médico, bem como para o controle da poluição ambiental em uma variedade de indústrias. Os projetos de sensores potenciométricos de membrana de íons usados ​​para detectar metais pesados, como chumbo ou na determinação do nível de pH das amostras de solo, podem produzir resultados em 15 segundos ou menos e ser usados ​​repetidamente por até quatro meses sem degradar.