میکرو سنسور چیست؟ عملکرد آن چگونه است؟

میکرو سنسور چیست؟

میکرو سنسور (ریز حسگر) یک سنسور بسیار کوچک با ابعاد فیزیکی در محدوده میکرومتر تا میلی متر می باشد. در این مقاله با چگونگی عملکرد میکرو سنسورها آشنا خواهید شد. میکرو سنسورها به طور کلی می توانند حساسیت، دقت، دامنه دینامیکی و قابلیت اطمینان بهتر و همچنین مصرف انرژی کمتری را نسبت به سنسور های بزرگتر ارائه دهند.

امروزه ریز حسگرهای زیادی در حال ظهور هستند. آنها توسعه پویا و پیش بینی بسیار خوبی در بازار دارند. افزایش سالانه حجم بازار جهانی در حال حاضر حدود ۲۰٪ است. با این وجود رقبای زیادی وجود دارد و به دست آوردن جایگاه جذاب بازار تنها با تعهد کامل به MST امکان پذیر است. ریز حسگرها باید از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار باشند.

انواع میکرو سنور ها

• میکرو سنسورهای نظارت بر فلزات سنگین

برای برآورد نقش مخرب فلزات سنگین در محیطهای مختلف طبیعی، تعیین غلظت فلزات سنگین (به عنوان مثال: آرسنیک، سرب، کروم و کادمیوم) در آب، خاک و آبهای زیرزمینی مهم است. به دلیل سمیت جیوه، الکترودهای پایه جیوه با الکترودهای بیسموت جایگزین شده اند.

بیسموت (Bi) یک عنصر سازگار با محیط زیست با سمیت کم و استفاده گسترده دارویی است. به طور کلی، در سیستم های تحلیلی مبتنی بر Bi ، یون های Bi (III) (0.25 تا ۱ ppm) مستقیماً به محلول نمونه اضافه می شوند و سپس به طور همزمان بر روی بستر طلا یا کربن همراه با فلزات سنگین هدف قرار می گیرند.

با این حال در برخی موارد، این روش برای اندازه گیری فلزات سنگین در محل در برنامه های کاربردی قابل استفاده نیست زیرا یون های اضافی بی را معرفی می کند.یکی از راه های غلبه بر این مشکل، تولید میکرو حسگر تراشه با لایه نازک است که قادر به اندازه گیری سریع فلزات سنگین با حجم کم نمونه است.

استفاده از میکرو حسگر تراشه فیلم نازک Bi-electroplated برای اندازه گیری فلزات سنگین کاملا امیدوارکننده به نظر می رسد. این مزایای زیادی نسبت به روشهای مرسوم دارد. از جمله می توان به عملکرد با حس بالا و سازگاری با سایر فن آوری های پیشرفته ساخت میکرو اشاره کرد.

بیشتر بخوانید : تابلو برق (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : سنسور اکسیژن (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : سنسور مادون قرمز چیست؟

الکترود فیلم دو روکش به دلیل سمیت کم در مقایسه با جیوه، خواص الکتروشیمیایی سودمند و عدم حساسیت به DO مورد توجه قرار گرفته است. به طور گسترده ای پذیرفته شده است که ولتامتری سنجش آندی امواج مربع یکی از حساس ترین، راحت ترین و مقرون به صرفه ترین روش های تحلیلی برای تشخیص و تعیین فلزات سنگین در محلول های آبی است.

استفاده از ریز حسگرهای الکتروشیمیایی پتانسیل بالایی برای همکاری بین رشته های علوم مواد، اقیانوس شناسی، زیست شناسی، شیمی، مهندسی مکانیک، پزشکی و کشاورزی دارد. با استفاده از تکنیک های ریز حسگر می توان مستقیماً گونه های شیمیایی یا بیولوژیکی را در تفکیک فضایی بالا اندازه گیری کرد، که این امر ممکن است شواهد واضح تری را فراهم کند که از طریق روش های مرسوم مشاهده نشده است.

ریز حسگرهای الکتروشیمیایی عمدتا برای توصیف بیوفیلم در بسیاری از کاربردهای زیست محیطی، مانند سیستم توزیع آب آشامیدنی، فرآیندهای غشای زیستی، تصفیه فاضلاب، تصفیه بیولوژیکی و انتقال و سرنوشت آلودگی های کف در رسوبات استفاده شده است.

ارزیابی کمی محیط های ریز مرتبط با بیوفیلم به درک مکانیک فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط کمک می کند و منجر به بهبود مدل سازی جنبشی و طراحی فرآیند می شود. برای استفاده گسترده بیشتر از این ریز حسگرها فراتر از تجزیه و تحلیل مقیاس خرد، با اصلاح ریز حسگرهای توسعه یافته (به عنوان مثال: بهبود مقاومت، جلوگیری از رسوب و استقرار میدان)، می توان از روش ریز حسگر برای سیستم های یکپارچه نظارت بر کیفیت آب برای نظارت درجا استفاده کرد. واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی در یک منطقه بزرگ برای نظارت بر شکوفه جلبک یا حوادث شیمیایی و نشت روغن از جمله این موارد است.

توسعه ریز حسگرهای الکتروشیمیایی در مقیاس خرد یک پیشرفت انقلابی برای اندازه گیری های غیر مخرب و درجا از هر دو سطح مطلق و تغییرات در گونه های شیمیایی و بیولوژیکی در سیستم های آبی مهندسی شده و طبیعی است. میکرو سنسور الکتروشیمیایی سوزنی یکی از برجسته ترین روش ها برای درک بهتر مکانیسم های اساسی است که به میزان و مقدار مایع جامد مایع (به عنوان مثال: خوردگی و بیوفیلم) واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی سطحی کمک می کند.

میکرو سنسور نوع سوزنی قادر به نفوذ به نمونه های نرم (به عنوان مثال: بیوفیلم، رسوبات و بافت های بیولوژیکی) است و قادر به بررسی عمق کامل سیستم مدل برای تعیین مشخصات پارامترهای مربوط به کیفیت آب و محاسبه سهم نسبی واکنش های بیولوژیکی و شیمیایی مرتبط.

در استفاده از میکرو سنسورها، پارامترهای مختلف جنبشی از جمله مصرف خاص خالص، میزان تولید، شارها و ضریب انتشار را می توان از پروفیل های اندازه گیری شده اندازه گیری کرد. اینها شامل ریز پروفایل های pH، پتانسیل اکسایش، آمونیاک، نیترات، نیتریت، کلر آزاد (یا مونوکلرامین)، فسفات و اکسیژن محلول (DO) هستند. ضخامت بیوفیلم، لایه مرزی انتشار (DBL) و طبقه بندی واکنش های شیمیایی و بیولوژیکی نیز می تواند تعیین شود.

• میکرو سنسورهای نظارت بر آب

کلر ضد عفونی کننده ای است که بیشتر برای آشامیدن آب و تصفیه فاضلاب برای از بین بردن موجودات ناخواسته استفاده می شود. تقریباً ۴۰٪ از سیستم های تصفیه بالاست که برای تأیید نوع سازمان بین المللی دریایی آزمایش شده اند، دارای کلرزنی هستند و تقریباً همه از خنثی سازی برای کاهش اکسیداسیون باقیمانده قبل از تخلیه استفاده می کنند.

کنترل کلر باقیمانده برای کشتی هایی که از اکسیدان ها برای درمان استفاده می کنند ضروری است. کنترل دقیق و قابل اعتماد فرآیند امکان بهینه سازی نیرو و مواد شیمیایی را در حین رعایت استانداردهای تخلیه فراهم می کند. با توجه به اینکه یک حسگر کلر باقیمانده آنلاین با قیمت مناسب و قابل اعتماد در حال حاضر از نظر تجاری در دسترس نیست، میکرو سنسورها می توانند فرصتی برای کنترل فرآیند آنلاین با حداقل نیازهای کالیبراسیون و اندازه گیری های قابل اطمینان فراهم کنند.

یک مثال استفاده از فن آوری های میکرو ساخت و کوچک سازی است که می تواند چندین مزیت از جمله کاهش هزینه ساخت، افزایش یکپارچه سازی و مصرف بالقوه مصرف برق به دلیل اندازه کوچکتر را ارائه دهد. ادغام میکرو سنسورهای متعدد در یک کیت دستگاه واحد که پس از چندین اندازه گیری قابل تعویض و یکبار مصرف است، مثال خوبی برای کاربردهای صحرایی با تعمیر و نگهداری کم است.

کاربرد میکرو سنسور ها

۱- میکرو سنسورهای شیمیایی و بیوشیمیایی نظارت بر محیط زیست و دارو
۲- در صنعت پزشکی ممکن است شامل نظارت بر خون، ادرار و نفس باشد که حاوی اطلاعات زیادی در مورد وضعیت سلامتی بیمار است.
۳- اندازه گیری خون مانند دما، فشار، مقدار pH، حجم جریان و تنفس

امیدواریم این مقاله مفید واقع شود لطفا نظرات خود را با ما در میان بگذارید.

بیشتر بخوانید :راهنمای کامل آشنایی با انواع سنسور Sensor

بیشتر بخوانید : آسانسور (بررسی تخصصی)

بیشتر بخوانید : چیلر و هر آنچه راجب آنها باید بدانید.

سخن آخر :

اتوماسیون صنعتی صنعت تک، یک مجموعه تخصصی آموزش ، معرفی و فروش تجهیزات اندازه گیری فشار از جمله سنسور , سنسور اکسیژن, سنسور فشار ، سنسور آتونیکس , ترانسمیتر فشار, ترانسمیتر فشار ویکا ، سنسور القایی , پرشر سوئیچ (پرشر سوئیچ دانفوس)و گیج فشار است که به مشتریان خود کمک می کند به راحتی سنسور یا ترانسمیتر مناسب خود را شناسایی و در صورت نیاز خرید کنند. شما همواره می توانید جهت مشاوره و یا راهنمایی با شماره ۰۲۱۴۴۰۳۲۵۷۸ تماس بگیرید.