Instytut Fotonowy
Time-Resolved Impedance Spectroscopy Analyzer 시간분해 임피던스 분광계
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이 기기는 시간 분해 임피던스 분광법을 위해 설계되었습니다. 일반적으로 임피던스 분광법 측정을 수행할 때 샘플의 임피던스는 적용된 각 주파수에 대해 이후에 측정됩니다. 그러나 동적으로 변화하는 샘플을 검사하는 경우 주파수 스윕 중에 해당 속성이 크게 변경될 수 있습니다. 이러한 경우 결과 임피던스 스펙트럼을 해석하기 어려울 수 있습니다. 임피던스 카메라는 선택 가능한 스윕 한계를 사용하여 단일 샷으로 전체 주파수 스펙트럼을 촬영합니다. 모든 주파수는 동시에 처리됩니다. 샘플의 시간적 진화를 관찰하기 위해 주어진 시간 간격으로 많은 프레임을 기록할 수 있습니다. 이 기기를 사용하면 전기화학 센서, 주어진 물질(빛, 온도, 촉매 등)에 노출되면 속성이 변하는 재료 등과 같은 다양한 유형의 샘플의 역학을 조사할 수 있습니다.
이 기기는 주파수의 중첩으로 생성된 전압 신호에 대한 응답으로 샘플을 흐르는 전류와 샘플의 전압을 측정합니다. 클래식 임피던스 분광법(IS) 또는 전기화학 임피던스 분광법(EIS)은 샘플이 선형적이고 시간 불변적(LTI)이라고 가정합니다.
그러나 대부분의 전기화학 샘플은, 안타깝게도, 비선형이고 메모리가 있습니다.
Non-linear effects
따라서 샘플에서 다음과 같은 비선형 효과를 살펴볼 수 있습니다.
- 고조파 생성
- 혼변조 Intermodulation (두 개의 입력 주파수가 출력에서 세 번째 주파수를 생성하는 경우)
- 전류 정류 Electric current rectification (한 방향의 샘플 저항/임피던스가 다른 방향의 전류 흐름의 저항/임피던스와 다른 경우)
- 중첩 파괴 Superposition breakdown (입력 주파수의 중첩이 출력에서 유지되지 않음)
Sample memory effects
- 안정적인 주변 조건에서 샘플의 임피던스 스펙트럼의 시간적 진화는 이전 측정이 다음 측정에 영향을 미치는지 여부를 보여줍니다.
Presentations of results
측정 결과는 다음과 같이 표시됩니다 :
- 시간에 따른 3D 나이퀴스트(아르간드) 플롯
- 시간에 따른 보드 플롯
- 생성된 신호에 포함된 주어진 주파수에서 임피던스의 시간적 진화 플롯
- 시간의 상대적 변화를 관찰하기 위한 차이 플롯
- 수집된 원시 전류 및 원시 전압 프레임이 있는 플롯
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측정 예시
좌측에 표시된 측정 결과는 저항이 진동 조명 강도에 따라 달라지는 병렬 RC 회로에 대해 얻은 것입니다.
나이퀴스트(또는 아르간드) 플롯은 다양한 시간에 주파수 범위에 대해 측정된 임피던스의 실수 및 허수 부분을 나타냅니다. 측정 시퀀스 중간에 임피던스 값이 증가하고 임피던스 반원이 지름이 커지는 것을 볼 수 있습니다.
녹색은 시간 내에 동일한 주파수 측정 지점을 선택합니다. RC 회로에서 커패시턴스만 변경하면 모든 반원은 크기가 같지만 주어진 주파수 지점의 위치는 원을 따라 이동합니다.
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구성
- 측정 전자 모듈
- 측정 헤드
- 12V 파워 서플라이