Mikä on potentiometrinen anturi?

Potentiometrinen anturi on eräänlainen kemiallinen anturi, jota käytetään monissa teollisissa prosesseissa yhdisteen tilavuuden läsnäolon määrittämiseksi perustuen sähkövarausta kantavien yhdisteiden ioniatomien tai molekyylien havaitsemiseen. Anturi ei vaadi virtaa, vaan pelkästään sitä, että itse yhdiste, neste tai kaasu, kulkee anturilaitteen elektrodien välillä. Yksi yleisimmistä vuodesta 2011 valmistetuista potentiometrisistä anturiyksiköistä on autoihin sisällytetty happianturi, mutta tekniikalla on monia muita käyttötarkoituksia.

Potentiometrin, joka on potentiometrisen anturin ytimessä, perustoiminto on, että vertailuelektrodin tunnettua jännitettä käytetään vertauksena jännitteeseen, joka muuttuu työelektrodissa. Jänniteero ilmenee, kun kahden elektrodin välinen kiinteä elektrolyyttiyhdiste saa sähkövarauksen nesteen tai kaasun ionijohtimen muodossa ohittaessa sen. Varaustasoa käytetään määrittämään läsnä olevien ionien määrä, ja tätä arvoa voidaan sitten verrata odotettuihin massa -arvoihin ja aktivoida säätimet halutun tasapainotilan ylläpitämiseksi.

Happianturit, jotka tunnetaan myös nimellä lambda-koettimet, on sisällytetty Yhdysvalloissa vuodesta 1980 lähtien valmistettuihin autoihin rutiininomaisesti käytettävänä potentiometrisenä anturina, ja ne ovat läsnä sen varmistamiseksi, että ajoneuvot täyttävät saastumisen torjuntastandardit tietyissä osavaltioissa, kuten Kaliforniassa, ja optimoimaan moottorien suorituskyky polttoainetehokkuuden parantamiseksi. Ne toimivat mittaamalla ionisoidun hapen määrää, joka on auton pakokaasuvirrassa moottorin käydessä. Tämän jälkeen ajoneuvon mikroprosessorit ottavat tämän arvon ja vertaavat sitä pakokaasujen optimaalisiin arvoihin. Jos ulostulossa on vaihtelua, tietokoneohjaus voi säätää ajoneuvon ilma/polttoaineseos ja sytytysaika varmistamaan, että polttoaine palaa täydellisemmin ja saastuminen vähenee. Kaikissa ajoneuvotyypeissä, olipa ne dieselpolttoaineella, bensiinillä, etanolilla tai näiden polttoaineiden yhdistelmillä, käytetään näitä antureita, ja laitteiden nykyaikaisemmat versiot mittaavat erilaisia ​​pakokaasuja paitsi happea.

Muita potentiometrisen anturin käyttötarkoituksia ovat analyyttisen kemian höyrykaasuanalyysi osiin biljoonaa kohti ja liuottimien, kuten veden, alkoholin ja muiden kemikaalien polaarisen määrän määrittäminen, joita käytetään tarkkojen teollisuusratkaisujen kaavojen luomisessa. Vuoden 2011 tutkimukset ovat myös johtaneet potentiometrisen anturin käyttöön farmaseuttisissa analyyseissä. Niitä käytetään lyijyn ja pinta -aktiivisten aineiden havaitsemiseen puhdistamoiden jätevesivirroista ja monista muista syistä maatalous- ja lääketieteen aloilla sekä ympäristön pilaantumisen hallintaan useilla toimialoilla. Ionikalvopotentiometriset anturimallit, joita käytetään raskasmetallien, kuten lyijyn, havaitsemiseen tai maaperänäytteiden pH -tason määrittämiseen, voivat tuottaa tuloksia 15 sekunnissa tai vähemmän ja niitä voidaan käyttää toistuvasti jopa neljän kuukauden ajan huonontamatta.