Elektrodlar fan, sanoat va tibbiyot orqali ishlatiladigan ko'p qirrali vositalar bo'lib, keng ko'lamli moddalar, fizik xususiyatlar va kimyoviy reaktsiyalarni aniqlash uchun. Ularning dizaylovlari kichik datchochkadan toifali sensorlardan -- sanoat texnikalariga qarshi barcha elektrodlar turli xil elektrodlarni o'lchash uchun barcha elektrodlar jismoniy yoki kimyoviy o'zgarishlarni o'lchash uchun elektr signallariga aylantirish orqali ishlaydi. Bu dunyodagi dunyo hodisalarini ma'lumotlarga tarjima qilish qobiliyati, atrof-muhit ifloslantiruvchi moddalarni tahlil qilish uchun hamma narsa uchun qon glyukoza darajasini monitoring qilishdan ajralmas holga keltiradi. Xo'sh, elektrodlar aniq nimani aniqlaydi? Ularning arizalari kimyoviy tur turlarini aniqlash, jismoniy xususiyatlarni o'lchash, biologik markerlarni monitoring qilish va har bir ehtiyoj va texnologiyalarga mos keladigan - sanoat jarayonlarini baholash.
1. Kimyoviy turlar: ionlar, gazlar va molekulalar
Elektrodlarning eng keng tarqalganidan biri o'ziga xos kimyoviy turlarni, shu jumladan ionlarni, gazlarni, gazlarni va organik molekulalarni aniqlashdir. Ushbu elektrodlar "kimyoviy sensorlar" deb atashadi. Maqsadli moddalar va elektrodning sirtini (masalan, kuchlanish yoki oqim) energiyasini ishlab chiqaradigan moddalar kontsentratsiyasi bilan bog'liq bo'lgan elektrodli (kuchlanish yoki oqim) o'rtasidagi ta'sir qiladi.
Ion - Tanlangan elektrodlar (ISES)
Ion - Tanlangan elektrodlar eritmadagi ionlarni aniqlash, ularni atrof-muhitni sinovdan o'tkazish, suvni tozalash va klinik diagnostika qilishda hal qiluvchi ahamiyatga ega. Masalan:
PH elektrodlari (ISE turi) suv, tuproq yoki biologik suyuqliklarda kislotalilik yoki ishqorlikni o'lchash uchun vodorod ionlarini (H⁺) aniqlash. Ular pH ga mutanosib ravishda v⁺ ionlariga javob beradigan shisha membranadan foydalanadilar.
Kaliy Ion elektrodlari qonda yoki tuproqda k⁺ darajali elektrolitlar, bemorlarda nomutanosiblikni tashxislash yoki qishloq xo'jaligiga tuproq unumdorligini baholashga yordam beradi.
Xlorid ion elektrodlari xavfsizlik standartlariga mos kelishini ta'minlash uchun CLICK Ichimlik suvida, xavfsizlik standartlariga javob berishi uchun CLICKni aniqlaydi.
ISES ularning o'ziga xosligi uchun qadrlanadi - ular boshqa ionlarga e'tibor bermaydilar, hatto murakkab aralashmalarda ham aniq o'qishni ta'minlaydi.
GAZ - sening elektrodlar
Signal - Sening elektrodlar elektrodning yuzasida kimyoviy qatlamga kimyoviy qatlam bilan qanday kimyoviy qatlam bilan reaktsiyalash orqali eritilgan gazetalar. Oddiy misollar quyidagilardan iborat:
Kislorodli elektrodlar (qon gazli analizatorlarda ishlatiladi) bemorning nafas olishini monitoring qilish uchun tanqidiy, qonda kislorod (O) o'lchovini o'lchadi. Ular elektrod yuzasida o ₂ kontsentratsiyasiga mutanosib ravishda elektrod yuzasida o'lchash orqali ishlaydi.
Uglerod dioksid elektrodlari atrof-muhit havo yoki biologik namunalarda (masalan, qon) ni aniqlaydi. Elektr kodli elektroddagi tamqon eritmasida pH - o'zgartirgichni o'zgartiradigan pH - o'zgaradi.
Ammiak elektrodlari NH yHIni oqava suvlarda yoki qishloq xo'jaligida oqimida yuqori ammiak darajasi ifloslanish yoki noto'g'ri chiqindilarni tozalash vositasini ko'rsatadi.
Ushbu elektrodlar atrof-muhit monitoringi, sanoat xavfsizligi uchun zarurdir (masalan, zaharli gazning oqishlarini aniqlash, tibbiy diagnostika.
Organik molekulalar uchun elektrodlar
Kimyo va biotexlarda elektrodlar tarkibida oksidlanish yoki qisqartirish reaktsiyalarini o'lchash orqali organik molekulalarni aniqlaydi. Masalan:
Qon glyukoza monitosida glyukoza elektrodlari glyukrat peroksidi ishlab chiqaradigan glyukoza bilan reaktsiya qilish uchun ferment (glyukoza oksidlanishi) dan foydalaning. Elektrod diabet boshqaruvi uchun - glyukoza konsentratsiyasini aks ettiradigan oqimni aniqlaydi.
Spirtli ichimlik sensorlari (nafas olish joylarida) Elektrodiya yuzasiga elektrod yuzasiga oksidni oksidik oksidlash. Bu huquqni muhofaza qilish organlariga qon alkogolidagi alkogol tarkibini tezda o'lchashga imkon beradi.
Ushbu elektrodlar kimyo va elektronika sog'liqni saqlash, xavfsizlik va kundalik hayot uchun juda muhim bo'lgan molekulalarni aniqlash uchun kimyo va elektronikalarni birlashtiradi.
2. Fizikaviy xususiyatlar: harorat, sustlik va pH
Kimyoviy moddalardan tashqari, bu xususiyatlar elektr signallariga qanday ta'sir qilishini o'lchash orqali materiallarning fizik xususiyatlarini aniqlaydi. Bu ularni sifat nazorati, tadqiqot va qayta ishlashda foydali qiladi.
Harorat
Termojuft haroratni aniqlaydigan elektrod turi. Ular bir uchida (sezgi tarmoqqa) qo'shilgan ikkita turli xil metall simlardan iborat. Isitilganda, vilka harorat bilan farq qiladigan kuchlanish hosil qiladi. Termojuftlar keng miqyosda ({- ustida ({- - ustida ishlaydi, ularni sanoat pechlari, avtomobil dvigatellari yoki ilmiy tajribalar uchun ideal qiladi. Raqamli termometrlardan farqli o'laroq, ularda - batareya kerak emas.
Elektr o'tkazuvchanligi
Ishlashuvchan elektrodlar suyuqlik elektr energiyasini o'lchashini o'lchashadi, bu erigan ionlarning konsentratsiyasini (masalan, tuzlar, kislotalar) aniqlaydi. Ularda suyuqlik bilan kichik oqimni yuboradigan ikkita metall plitalar mavjud; Ion konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo'lsa, o'tkazuvchanlik qanchalik yuqori bo'lsa. Arizalar quyidagilardan iborat:
Suv tozalini sinovdan o'tkazish (masalan, toza suv past o'tkazuvchanlikka ega bo'lishi kerak).
Sanoat jarayonlarini monitoring qilish (masalan, oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash yoki ishlab chiqarishdagi sovutish kontsentratsiyasini tekshirish).
pH (kislotalik / ishqorsizlik)
Yuqorida aytib o'tilganidek, PH elektrodlar vodorod ionlarini aniqlaydi, ammo ularning roli juda muhimdir. Basseynni saqlash (xavfsiz pH darajasini ta'minlash) pivo (fermentatsiyani nazorat qilish), pH elektrodlar jarayonlar optimallashtirish uchun haqiqiy - haqiqiy - real ma'lumotlarni taqdim etadi. Ular kimyoviy reaktsiyalarni o'rganish uchun laboratoriyalarda ham qo'llaniladi, bu erda hatto kichik pH o'zgarishlari natijalarni o'zgartirishi mumkin.
3. Biologik markerlar: qondan biomolekulalarga
Tibbiyot va biotexnologiyada elektrodlar sog'liqni saqlash yoki biologik faoliyatni ko'rsatadigan biologik markerlarni aniqlaydi. Ushbu "biossenlar" o'ziga xos markerlarni nishonga olish uchun elektron tarkibiy qismlar (fermentlar, antijismalar yoki hujayralar) bilan elektrodlarni biologik tarkibiy qismlar (fermentlar, antitalar yoki hujayralar) bilan birlashtiradi.
Qonda glyukoza: ta'kidlanganidek, glyukoza elektrodlari uy qonidagi glyukoza monlyecota monitrisining asosi bo'lib, diabetkalarni har kuni kuzatib borishiga imkon beradi.
Laktatni terdagi laktatsiya: charchagan fitness qurilmalaridan kam laktizatsiya elektrodlarini terda o'lchashga yordam beradigan laktel elektrodlardan foydalanadi, sportchilarga haddan tashqari oshirishga yordam beradi.
Yurak markerlari (masalan, TROPONIN): Diacerines: Tropnoin testidagi elektrodlar yurak xuruji paytida ozod qilingan protein, yurak xuruji paytida ozod qilingan protein tezyurar favqulodda yordam xonasi tashxisini ta'minlaydi.
Patogenlar: Ba'zi elektrodlar bakteriyalar yoki viruslarni sirt signalini qo'zg'atib, sirtini almashtirish orqali aniqlaydi. Bu Obid-19 yoki oziq-ovqat mahsulotlari bilan kasallangan infektsiyalar uchun tez sinovlarda qo'llaniladi.
Ushbu elektrodlar Briologiya va elektronika, - -} bo'lmagan yoki sog'liq va kasallikning invaziv yoki minimal invaziv monitoringini ta'minlaydi.
4. Sanoat jarayonlari: monitoring va nazorat
Ishlab chiqarishda mahsulot sifati va xavfsizlikni ta'minlash uchun tanqidiy parametrlarni aniqlaydi. Ular real - Real - vaqt ma'lumotlarini taqdim etadilar, bu avtomatlashtirilgan tizimlarga ovqatlantiradi, ularda o'zgarishlar inson aralashuvisiz amalga oshirilishini ta'minlaydi.
Vannozda metall ionlari: Elektrodlar elektr toki konsentratsiyalarini (masalan, mis, nikel) kuzatib boradi, elektroplatsion echimlarda, avtomobil qismlari yoki elektronika kabi qismlarga bir xil qismlarda bir tekis qoplamani ta'minlaydi.
Qovoqlarda erigan qattiq moddalar: Elektrodlar bug'nomasining suvini (TDS) zararli ishlab chiqarishni oldini olish uchun suv zarralarini (TDS) zarbasini kamaytiradi, ular uskuna shikastlanishi yoki samaradorligini kamaytirishi mumkin.
Sanoat tanklarida kislorod: oziq-ovqat qadoqlarida, kislorodni elektrodlar paketlari (masalan, kartoshka chiplari) past darajaga tushishiga imkon beradi. Kimyoviy reaktorlarda ular portlovchi reaktsiyalardan qochish uchun Oni kuzatadilar.
Ushbu o'zgaruvchilarni aniqlash orqali elektrodlar yordam beradi, yordamni kamaytiradi, samaradorlikni oshiradi va xavfsizlik qoidalariga rioya qiladi.
5. Atrof-muhit monitoringi: ifloslantiruvchi moddalar va iqlim ma'lumotlari
Elektrodlar ekologik salomatlikni kuzatish, ifloslantiruvchi moddalarni aniqlash, kontingantlarni aniqlash, iqlimni o'lchash va tegishli parametrlarni o'lchashda muhim rol o'ynaydi.
Suvdagi og'ir metallar: elektrodlar daryolar, ko'l yoki er osti suvlarida etakchilik, simob yoki kadmiyni aniqlaydi. Ushbu toksik metallar atrof-muhitda to'planib, erta aniqlash ta'sir qilishning oldini oladi.
Issiqxona gazlari: Iqtisodiyot elektrodlari monitor, metan (ch₄) va atmosferadagi oqimni kuzatishga yordam beradigan atmosferadagi (ngo) (ngo).
Tuproqdagi pestitsidlar: ferment qoplamalari bilan elektrodlar pestitsidlarga reaktsiya qilinadi, fermerlarga yoki tartibga soluvchilarga zararli kimyoviy moddalar bilan kasallanishini ta'minlaydi.
Ushbu dasturlar ekotizimlarni va sog'liqni saqlashni va sog'liqni saqlash bo'yicha ma'lumotlar - to'g'risidagi qarorlarni ta'minlaydi.
Elektrodlar qanday aniqlanadi: signal ortidagi fan
Ularning asosiy qismida elektr signalini ishlab chiqaradigan elektrokimyoviy reaktsiyalar yoki jismoniy mulkni ekspluatatsiya qilish bilan aniqlaydi. Masalan:
Maqsadli ion ISE membranasiga bog'langanda, elektrod va mos yozuvlar orasidagi kuchlanish farqini yaratadi.
Gaz sensorning yuzasiga ta'sir qilsa, u elektrodning o'tkazuvchanligini o'zgartiradi yoki oqim hosil qiladi.
Harorat oshganda, termojuftning metall uzatmasi o'lchanadigan kuchlanishni ishlab chiqaradi.
Keyin ushbu signal ma'lumotlar sifatida ko'payadi, qayta ishlanadi va ko'rsatiladi (masalan, "ph 7.2" yoki "5 mg / l qo'rg'oshin"). Kalit shundaki, elektrod -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} elektr fenenoni (kimyoviy, harorat yoki biologik o'zgarish) o'lchanadi: elektr energiyasi.
Xulosa
Elektrodlar qonimizdagi glyukoza ionlarini tuproqdagi pestitsidlar uchun pestitsiddan aniqlaydigan katta nuqta hodisalarini aniqlaydi. Ularning elektr stavkalariga jismoniy, kimyoviy va biologik o'zgarishlarni tarjima qilish qobiliyati ularni fan, tibbiyot, sanoat va kundalik hayotda ajralmas narsalarga olib keladi. Uydagi glyukoza monitoridami, zavodning suvni tozalash tizimi yoki iqlim tadqiqotlari, elektrodlar atrofimizdagi dunyoni anglash, boshqarish va yaxshilash uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni taqdim etadimi. Qisqasi, elektrodlar - - ni aniqlay olmaydilar, ularda xabardor qarorlar chiqarishga, muammolarni hal qilishda va yangiliklarni hal qilishda yordam berishadi.
