インピーダンスアナライザ
インピーダンスアナライザは、特定の物質または電極表面が、ある定義された範囲内で常に増減する電位にどのように反応するかを測定できる装置です(電位波).
印加信号
通常、ポテンショスタットの印加信号は安定していますが、インピーダンスの場合は印加電位にわずかな変動があります。
この変化は、正確に制御された周波数と定義された振幅の正弦波です。例えば、PalmSens4は1MHz～10μHzの正弦波を印加でき、EmStat Picoは200kHzまでの正弦波を印加して測定できます。
インピーダンスアナライザによる測定
電位波（図1：青）は、デバイスに接続された電極と、電極に接触している物体または（液体）物質との間に周期的な電位差を与えます。これにより、正弦波形を持つ電子電流が発生します（図1：緑）。
インピーダンスアナライザは、最大電流と最小電流の差（すなわち波の高さや振幅）を測定するだけでなく、電位と電流波形の時間差も測定します。これにより、液体や物体の電気抵抗（またはインピーダンス）を計算することができます。複数の周波数がテストされた場合、この抵抗の原因となる単一成分や効果を特定することができます。
インピーダンスアナライザの用途
インピーダンスアナライザは主に、物質や物体の電気抵抗（オーム単位で測定）を調べる 電気化学インピーダンス分光法（EIS）に使用されます。いくつかの例を挙げる：
- 塗膜の弾力性は？言い換えれば、塗膜は時間とともにどのような挙動を示すのでしょうか？インピーダンスアナライザーがなければ、塗料メーカーは塗膜の弾力性を長期間にわたる暴露試験によって実際に再現するしかない。しかし、インピーダンスアナライザーを使えば、短時間の試験で今後10年間の挙動を簡単に予測することができる。
- コンクリート壁の弾力性はどの程度か、壁の中の鋼鉄はすぐに腐食しないか。インピーダンスアナライザを使えば、どのタイプのコンクリートで鋼材が早く腐食するかを予測することができます。
- 特定の細胞の DNA の抵抗を測定します。DNAは常にらせんを形成する二本鎖で現れます。対の2本の鎖が互いに完全に一致するように構築されている。一方の鎖を電極に取り付けると、一致するDNA鎖と結合し、抵抗が変化する。これはインピーダンスアナライザーでも観察できる。
インピーダンスアナライザの利点
インピーダンスアナライザの大きな利点は、対象物を破壊することなく試験を行えることである。これによってメーカーは、工場から出荷する前に、製品を実際に使用したり損傷させたりすることなく試験を行うことができる。
第二の利点は、インピーダンスアナライザを使用した検査の予測値である。また、塩水噴霧試験による腐食性試験には非常に長い時間がかかるが、インピーダンスアナライザによる試験（いわゆる周波数スキャン）にはまったく時間がかからない。
インピーダンスアナライザ用センサ
多くの物質がインピーダンスアナライザで分析できます。腐食研究では、腐食材料は EIS アナライザに直接接続されます。これは燃料電池やバッテリーの研究でも同様です。分析化学の分野では、特定の物質と接触するだけで抵抗値が変化するセンサーが数多く開発された。また、最新のバイオセンサーも インピーダンス分光法を用いて研究されている。
インピーダンスアナライザソフトウェア
インピーダンスアナライザは、関連するソフトウェアなしでは役に立ちません。PalmSens 製品には使いやすい ソフトウェアが付属しており、実験をスムーズに実行し、等価回路フィッティングを使用してデータから必要な情報を得ることができます。ご希望であれば、チャートを作成するために、独自のまたはサードパーティのスプレッドシートソフトウェアを使用することもできます。