Mis on potentsiomeetriline andur?

Potentsiomeetriline andur on teatud tüüpi keemiline andur, mida kasutatakse paljudes tööstuslikes protsessides ühendi mahulise esinemise määramiseks, mis põhineb ühendis elektrilaengut kandvate ioonsete aatomite või molekulide tuvastamisel. Andur ei vaja voolu, vaid lihtsalt seda, et ühend ise, olgu see vedelik või gaas, liiguks anduriseadme elektroodide vahelt. Üks levinumaid 2011. aastast toodetud potentsiomeetrilisi andureid on autodesse integreeritud hapnikuandur, kuid tehnoloogial on palju muid kasutusviise.

Potentsiomeetrilise anduri keskmes oleva potentsiomeetri põhifunktsioon on see, et võrdluselektroodil olevat teadaolevat pinget kasutatakse tööelektroodil muutuva pinge võrdlusena. Pingeerinevus tekib siis, kui kahe elektroodi vaheline tahke elektrolüüdi ühend saab elektrilaengu, kui ioonjuhi kujul olev vedelik või gaas sellest möödub. Laengu taset kasutatakse olemasolevate ioonide koguse määramiseks ja seda väärtust saab seejärel võrrelda eeldatava massi väärtustega ja aktiveerida kontrollseadised soovitud tasakaaluoleku säilitamiseks.

Hapnikuandurid, mida tuntakse ka lambda-sondidena, on alates 1980. aastast lisatud Ameerika Ühendriikides toodetud autodesse kui rutiinselt kasutatava potentsiomeetriline andur ning need on olemas selleks, et tagada sõidukite vastavus teatud osariikide, näiteks California, saastetõrjestandarditele ja optimeerida. mootorite jõudlus kütusesäästlikkuse tagamiseks. Need töötavad, mõõtes ioniseeritud hapniku kogust, mis on mootori töötamise ajal auto heitgaasivoos. Seejärel võtavad sõiduki mikroprotsessorid selle väärtuse ja võrdlevad seda heitgaaside optimaalsete väärtustega. Kui väljund on erinev, saab arvutijuhtimine reguleerida sõiduki õhu/kütuse segu ja süüteajastust, et tagada kütuse täielikum põlemine ja saaste vähenemine. Igat tüüpi sõidukid, olenemata sellest, kas need töötavad diislikütuse, bensiini, etanooli või selliste kütuste kombinatsiooniga, kasutavad neid andureid ja seadmete kaasaegsemad versioonid mõõdavad peale hapniku mitmesuguseid heitgaase.

Potentsiomeetrilise anduri muud kasutusvõimalused hõlmavad gaasijälgede analüüsi analüütilises keemias kuni osadeni triljoni kohta ja lahustite, nagu vesi, alkohol ja muud kemikaalid, mida kasutatakse täpsete tööstuslike lahuste valemite loomisel, polaarse koguse määramiseks. 2011. aasta uuringud on viinud ka potentsiomeetrilise anduri kasutamiseni farmaatsiaanalüüsis. Neid kasutatakse plii ja pindaktiivsete ainete tuvastamiseks puhastusjaamade reoveevooludes ning paljudel muudel põhjustel põllumajanduses ja meditsiinis, samuti keskkonnasaaste kontrollimiseks paljudes tööstusharudes. Raskmetallide (nt plii) tuvastamiseks või mullaproovide pH taseme määramiseks kasutatavad ioonmembraani potentsiomeetrilised andurid võivad anda tulemusi 15 sekundiga või vähem ja neid saab korduvalt kasutada kuni nelja kuu jooksul, ilma et see kahjustaks.