Czujnik chemiczny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Czujnik chemiczny (sensor chemiczny) – urządzenie służące do przekształcenia płynącej z otoczenia informacji chemicznej na użyteczny sygnał pomiarowy.

Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.Elektroda – końcowy element niektórych układów lub urządzeń elektrycznych, przewodnik elektryczny wysyłający ładunek elektryczny lub przyjmujący go z otoczenia, albo kształtujący pole elektrostatyczne w swoim otoczeniu.

Użyteczne parametry czujników chemicznych[ | edytuj kod]

  • Selektywność - zdolność czujnika do pomiaru stężenia jednej substancji lub jonu podczas gdy inne nie są przez czujnik rozpoznawane
  • Czas odpowiedzi - czas po upływie którego czujnik osiąga określoną część odpowiedzi (np. 95%).
  • Granica oznaczalności - najmniejsza ilość/stężenie jakie może być oznaczone.
  • Czas życia czujnika - minimalny gwarantowany okres poprawnego działania czujnika.
  • Stabilność - zdolność czujnika do zachowania parametrów pomiarowych.
  • Podział czujników chemicznych[ | edytuj kod]

  • Elektrochemiczny czujnik gazowy - zbudowany z dwóch lub trzech elektrod zanurzonych w roztworze elektrolitu, który może być ciekły, w postaci żelu, lub nasyconym cieczą porowatym ciałem stałym. Naczynie z elektrolitem izolowane jest od otoczenia poprzez przepuszczalną folię polimerową, która jest przepuszczalna dla gazów. Dodatkowo można stosować kapilarną barierę dyfuzyjną.
  • Czujnik amperometryczny - analit gazowy wprowadzony do wnętrza czujnika będzie ulegał na powierzchni odpowiednio spolaryzowanej elektrody ulegał reakcji utleniania bądź redukcji. Natężenie generowanego w tej reakcji prądu elektrycznego będzie wówczas proporcjonalne do stężenia analitu.
  • Czujnik potencjometryczny - ogniwo elektrochemiczne zbudowane z elektrody wskaźnikowej i elektrody odniesienia umieszczonych w roztworze elektrolitu. Wprowadzony do wnętrza czujnika analit gazowy będzie miał wpływ na wielkość siły elektromotorycznej ogniwa.
  • Zastosowania[ | edytuj kod]

    Czujniki chemiczne można wykorzystywać samodzielnie, gdy istnieje potrzeba wykrycia konkretnej substancji chemicznej, bądź w grupach zorganizowanych na przykład w elektroniczny nos, jako analogia biologicznego zmysłu powonienia. Są chętnie stosowane w robotyce w zagadnieniach związanych z nawigacją zapachową.

    Stężenie (ang. concentration) – miara ilości substancji (pierwiastka, związku chemicznego, jonu bądź innego indywiduum chemicznego) w mieszaninie. Pojęcie to stosowane jest najczęściej w przypadku roztworów. Według definicji Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) terminem tym określa się jedynie cztery sposoby wyrażenia ilości substancji, w których odnosi się ją do objętości mieszaniny (są to stężenia masowe, molowe, objętościowe i liczbowe). W praktyce stosowanych jest jednak wiele innych rodzajów stężeń, włączając w to sposoby pośrednie (np. poprzez odniesienie zawartości substancji do gęstości mieszaniny).Elektroniczny nos (e-nos) — analogia biologicznego zmysłu powonienia; zespół detektorów chemicznych reagujących na różne rodzaje cząstek zawartych w otoczeniu lub różne ich cechy (jak np. obecność specyficznych wiązań chemicznych, kwasowość, zasadowość, zdolność do stabilizacji sąsiednich dipoli itd). Fuzja informacji uzyskiwanych za pomocą takiego zespołu pozwala wnioskować nt. chemicznego składu otoczenia. E-nosy mogą być konstruowanie przy użyciu różnorakich detektorów w tym detektorów optoelektronicznych i akustoelektronicznych.
    Nawigacja zapachowa – dział wiedzy zajmujący się określaniem bieżącego położenia oraz optymalnej drogi do celu dla ludzi, zwierząt, pojazdów i innych przemieszczających się obiektów (zob. nawigacja) na podstawie sygnałów chemicznych, którymi są cząsteczki odorantów, odbieranych węchem lub z użyciem czujników chemicznych (samodzielnych lub zespołów zorganizowanych np. w elektroniczny nos).Redukcja (inna nazwa elektronacja) – proces, w trakcie którego atom lub ich grupa przechodzi z wyższego na niższy stopień utlenienia.




    Warto wiedzieć że... beta

    Ogniwo galwaniczne – układ złożony z dwóch elektrod zanurzonych w elektrolicie (dwa półogniwa). Źródłem różnicy potencjałów elektrod są reakcje chemiczne, zachodzące między elektrodami a elektrolitem. Gdy przez ogniwo nie płynie prąd (ogniwo otwarte), różnica potencjałów jest równa sile elektromotorycznej (SEM). Zamknięcie obwodu elektrycznego umożliwia przepływ ładunków i pojawienie się nadnapięcia, wskutek polaryzacji elektrod.
    Roztwór – homogeniczna mieszanina dwóch lub więcej związków chemicznych. Skład roztworów określa się przez podanie stężenia składników. W roztworach zwykle jeden ze związków chemicznych jest nazywany rozpuszczalnikiem, a drugi substancją rozpuszczaną. Który z dwóch związków uznać za rozpuszczalnik, jest właściwie kwestią umowną, wynikającą z praktyki i tradycji.
    Węch, powonienie – jeden z dwóch – obok smaku – zmysłów chemicznych. Działanie węchu polega na wykrywaniu zapachów (ich detekcji) i rozpoznawaniu bodźców, jakimi są cząsteczki określonych związków chemicznych lub ich mieszaniny (odoranty).
    Zmysły – zdolność odbierania bodźców zewnętrznych. Na każdy ze zmysłów składają się odpowiednie narządy zmysłów, w których najważniejszą rolę odgrywają receptory wykształcone w kierunku reagowania na konkretny rodzaj bodźców oraz odpowiednie funkcje mózgu.
    Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) - wielkość fizyczna charakteryzująca przepływ prądu elektrycznego zdefiniowana jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku.

    Reklama