Mikä on optode?

Optodi on optinen anturilaite, joka pystyy mittaamaan monia aineen puolia – yleensä ilmassa tai veden alla – jos käyttäjä osoittaa laitteella ainetta. Vaatii kolme osaa, jotta optodi toimii; yksi on polymeeri, joka vangitsee mitattavan aineen. Kemiallinen tai energiasignaali kohdistetaan siepattuihin aineisiin reaktion aiheuttamiseksi sen perusteella, mitä mitataan. Reaktion tapahtumisen jälkeen elektroniset komponentit laskevat reaktion ja muodostavat numeerisen tai värillisen esityksen. Optodi pystyy mittaamaan monia arvoja, kuten fosforesenssia, absorptiota ja happea, ja useimpiin mittauksiin liittyy valoa.

Jotta reaktio tapahtuisi, optodin on ensin siepattava aine. Tämä voidaan tehdä osoittamalla laitteella ainetta, mutta tämä ei ole luotettavaa. Ilman jotain, joka pitää aineen kiinni, se voi paeta laitteesta, mikä johtaa epätarkkoihin lukemiin. Sen sijaan käytetään polymeeriä, joka sitoutuu aineeseen ja pakottaa sen jäämään laitteeseen. Kun mittaukset lasketaan, polymeeri ei vaikuta reaktioon.

Kun aine on vangittu, toinen aine on altistettava sille reaktion aiheuttamiseksi. Tämä toinen aine määräytyy sen perusteella, mitä optodi mittaa ja mikä siepattu aine on. Jotkut optodit voivat ohittaa reagoivan aineen ja käyttää energiaa tai valonlähdettä, joka aiheuttaa reaktion energiamäärän perusteella, vaikka nämä yksiköt ovat harvinaisia.

Kun reaktio tapahtuu, se on esitettävä käyttäjälle, jotta hän ymmärtää mittauksen. Tämän suorittavat optodin sisällä olevat sähkökomponentit. Keräämällä tietoa reaktiosta elektroniikka luo joko värikkään tai numeerisen esityksen. Laite voi esimerkiksi lähettää punaista valoa osoittaakseen, että reaktiolla on korkea fosforesenssi. Numeeriset esitykset ovat tarkempia, mutta tämä nostaa laitteen kustannuksia eikä välttämättä ole käytännöllistä riippuen siitä, mitä mitataan.

Optodi pystyy mittaamaan monia aineita ja reaktioita, mutta yleisin mittaus on valopohjainen. Jos joku esimerkiksi haluaa tietää, kuinka paljon valoa aine imee tai hylkii, tämä laite voi mitata tarkan määrän. Toinen tämän laitteen yleinen käyttötarkoitus on tarkistaa hapen määrä vedessä sen pitoisuuden ja kyllästymisen perusteella. Tietojen hakemisen helpottamiseksi useimmat optodiyksiköt voidaan liittää tietokoneeseen, joka vastaanottaa mittaukset ja lukemat välittömästi.