Vad är en potentiometrisk sensor?
En potentiometrisk sensor är en typ av kemisk sensor som används i ett brett utbud av industriella processer för att bestämma den volymetriska närvaron av en förening baserad på detektering av jonatomer eller molekyler i föreningen som har en elektrisk laddning. Sensorn kräver inte ett strömflöde, utan bara att föreningen själv, vare sig vätska eller gas, passerar mellan sensorens elektroder. One of the most common potentiometric sensor units manufactured as of 2011 is the oxygen sensor incorporated into automobiles, but there are many other uses for the technology.
The basic function of a potentiometer that is at the heart of a potentiometric sensor is that a known voltage on a reference electrode is used as a comparison to a voltage that changes on a working electrode. Spänningsskillnaden inträffar när en fast elektrolytförening mellan de två elektroderna erhåller en elektrisk laddning som en vätska eller gas i form av en jonisk ledare passerar med den. Nivån oF -laddning används för att bestämma mängden närvarande joner, och detta värde kan sedan jämföras mot förväntade massvärden och aktivera kontroller för att upprätthålla ett önskat jämviktstillstånd.
syresensorer, även kända som Lambda-prober, har inkluderats i bilar som tillverkats i USA sedan 1980 som en rutinmässig användning potentiometrisk sensor och är närvarande för att säkerställa att fordonen uppfyller föroreningsstandarder i vissa stater som Kalifornien och för att optimera prestandan för motorer för bränsleeffektivitet. De fungerar genom att mäta mängden joniserat syre som finns i avgasströmmen för en bil medan motorn är igång. Mikroprocessorer i fordonet tar sedan detta värde och jämför det med optimala värden för avgasgaser. Där det finns en variation i utgången kan datorkontrollen justera fordonets luft/bränsleblandning och tändtid för att ensuär att det finns mer fullständig förbränning av bränsle och minskad föroreningar. Alla typer av fordon, oavsett om det drivs av dieselbränsle, bensin, etanol eller kombinationer av sådana bränslen, använder dessa sensorer och mer moderna versioner av enheterna mäter en rad olika avgaser bortsett från bara syre.
Andra användningsområden för en potentiometrisk sensor inkluderar spårgasanalys i analytisk kemi ner till delar per biljon och för att bestämma den polära mängden lösningsmedel såsom vatten, alkohol och andra kemikalier som används vid skapandet av exakta industriella lösningsformler. Forskning från och med 2011 har också lett till användning av den potentiometriska sensorn i farmaceutisk analys. De används för att upptäcka bly- och ytaktiva ämnen i avloppsvattenströmmar från behandlingsanläggningar, och av många andra skäl inom jordbruks- och medicinska områden, såväl som för miljöföroreningar i en rad industrier. Jonmembranpotentiometriska sensorkonstruktioner som används för att upptäcka tungmetaller, Such som bly eller vid bestämning av pH -nivån för markprover, kan ge resultat på 15 sekunder eller mindre och användas upprepade gånger i upp till fyra månader utan att nedbrytas.