阻抗分析仪
阻抗分析仪是一种设备,可以测量特定物质或电极表面对在一定预定范围内不断增大和减小的电位的反应(见图 1)。潜在浪潮).
应用信号
就像 恒电位仪一样,阻抗分析仪确保将电位施加到特定(液体)物质上,通常恒电位仪的施加信号是稳定的,而阻抗分析仪的施加电位变化很小。
这种变化是精确控制频率和振幅的正弦波。例如,PalmSens4 可以测量频率在 1 MHz 和 10 μHz 之间的正弦波,EmStat Pico 可以测量频率高达 200 kHz 的正弦波。
使用阻抗分析仪进行测量
电位波(图 1:蓝色)在与设备连接的电极和与电极接触的物体或(液体)物质之间产生周期性电位差。这将产生同样具有正弦波形的电子电流(图 1:绿色)。
阻抗分析仪不仅可以测量最大电流和最小电流之间的差值(即波的高度或振幅),还可以测量电势和电流波形之间的时间差。这样就可以计算出液体或物体的电阻(或更好的阻抗)。如果对多个频率进行测试,则可以确定造成电阻的单一成分和效应。
阻抗分析仪的应用
阻抗分析仪主要用于 电化学阻抗能谱分析(EIS),以研究物质和物体的电阻(以欧姆为单位)。举几个例子:
- 油漆涂层的弹性如何?换句话说,随着时间的推移,涂层会有怎样的表现?如果没有阻抗分析仪,涂料制造商只能通过长时间的暴露测试来再现涂层的实际弹性。然而,有了阻抗分析仪,只需进行一次短时间的测试,就能轻松预测未来十年的性能。
- 混凝土墙的韧性如何,墙内的钢筋是否不会过快腐蚀?利用阻抗分析仪,您可以预测哪种混凝土中的钢筋腐蚀得更快。
- 测量特定细胞 DNA 的电阻。DNA 总是以双链形式出现,形成螺旋状。它是以这样一种方式形成的,即双链中的两条链完全匹配。如果将其中一条链连接到电极上,与匹配 DNA 链的耦合会伴随着电阻的变化。这也可以通过阻抗分析仪观察到。
阻抗分析仪的优点
阻抗分析仪的最大优势在于,它可以让用户在不破坏物体的情况下进行测试。这样,制造商就可以在产品出厂前对其进行测试,而无需实际使用或损坏产品。
第二个优点是使用阻抗分析仪进行的测试具有预测价值。阻抗分析仪测试(即所谓的频率扫描)也不需要太多时间,而通过盐雾测试进行腐蚀性测试则需要很长时间。
阻抗分析仪的传感器
许多材料都可以用阻抗分析仪进行分析。在腐蚀研究中,腐蚀材料直接连接到 EIS 分析仪。这与燃料电池或电池研究中的情况类似。在分析化学中,开发了许多传感器,它们只在与特定物质接触时改变电阻。现代生物传感器也使用 阻抗光谱进行研究。
阻抗分析仪软件
如果没有相关软件,阻抗分析仪将毫无用处。PalmSens产品都包含自己的易用软件,可让您顺利进行实验,然后使用等效电路拟合从数据中获取所需的全部信息。如果您愿意,还可以使用自己的或第三方电子表格软件制作图表。