恒电位仪的历史

了解设备的历史有助于理解某些术语,或识别设备中仍在使用的过时部件,因为过去一直是这样做的。

恒电位仪历年简明概览

Jaroslav Heyrovský 于 1922 年开发出第一台极谱仪,用于滴汞电极(见图 3.6)。他于 1959 年获得诺贝尔化学奖。

图 3.6 | Jaroslav Heyrovský 设计的偏振仪

极谱仪的后继者--恒电位仪是一种用途更为广泛的仪器。三电极设置成为可能,大多数恒电位仪也可用作电位仪,即可以控制电位或电流,并测量另一部分。直到 20 世纪 80 年代,恒电位仪还是一种笨重的仪器。

这些仪器采用相当复杂的模拟电子技术制造,前面板上有开关、多圈电位器以及一到两个电位和电流表。后面板上有一些输入(用于额外的电位控制)和输出(用于电位和电流)。这些输出可用于 X-Y 记录器。在计算机普及之前,X-Y 记录器通常是一台绘图仪。这台机器用毡尖在有刻度的纸上绘制测量结果。

图 3.7 | 现代模拟恒电位仪

在特殊应用中,仍在使用模拟仪器(图 3.7)。如今,计算机和模拟数字/数字模拟(AD/DA)转换器被用于记录测量结果,但恒电位仪本身仍然是一个非常笨重的仪器。此外,必要的电缆连接很容易受到噪声的影响,因为它们就像天线一样,而且由于电缆损坏而导致连接不良的情况也时有发生。

20 世纪 80 年代,数字恒电位仪问世。这些仪器起初还比较大。当时,数字电子技术仍在高速发展,数字信号的优势(降噪和减少连接)有利于测量。

第一批数字仪器需要许多不同的数字和模拟元件。2003 年,一种新型通用、低功耗仪器 EmStat 面世,它由一块 5 厘米 x 3.5 厘米的印刷电路板制成(见图 3.8)。到目前为止,最大的部件是连接工作电极、参比电极和对电极所需的连接器。

图 3.8 |PalmSensBV 公司的 EmStat 数字恒电位仪板

由于测量装置(恒电位仪)和记录测量值的工具(计算机)本身的缩小,电化学工作场所也随之缩小。由于这一发展,电化学的研究领域和应用数量都在不断增长。2001 年,PalmSensBV 公司(当时仍名为 Palm Instruments BV)推出了一种由电池供电、由掌上电脑控制的恒电位仪。

15 年后的 2018 年,这一真正移动电化学设备的想法促成了 PStouch 的发布,这是一款用于控制PalmSensBV 公司恒电位仪的安卓应用程序。电化学已经从实验室中解脱出来,正越来越多地进入护理点设备的世界。

在不到一百年的时间里,电化学分析的基本设备被发明出来,并从一个大库房缩小到口袋大小。