임피던스 카메라는 시간 분해 임피던스 분광법용으로 설계되었습니다. 일반적으로 임피던스 분광법 측정 시, 각 주파수에 대해 시료의 임피던스를 순차적으로 측정합니다. 그러나 동적으로 변화하는 시료를 검사하는 경우, 주파수 스윕(sweep) 중에 시료의 특성이 크게 변할 수 있습니다. 이러한 경우, 결과 임피던스 스펙트럼을 해석하기 어려울 수 있습니다. 시간 분해 임피던스 분광법 분석기는 선택 가능한 스윕 한계를 가진 전체 주파수 스펙트럼을 한 번에 촬영합니다. 모든 주파수가 동시에 처리됩니다. 시료의 시간적 변화를 관찰하기 위해, 주어진 시간 간격으로 여러 프레임을 녹화할 수 있습니다. 이 장비를 사용하면 전기화학 센서, 특정 물질(빛, 온도, 촉매 등)에 노출되었을 때 특성이 변하는 물질 등 다양한 유형의 시료의 동역학을 조사할 수 있습니다.

이 장비는 시료를 통과하는 전류와 주파수 중첩으로 생성된 전압 신호에 대한 반응으로 시료에 흐르는 전압을 측정합니다.

고전 임피던스 분광법(IS) 또는 전기화학 임피던스 분광법(EIS)은 샘플이 선형적이고 시간 불변적(LTI)이라고 가정합니다.

그러나 대부분의 전기화학 샘플은 비선형적이면서 동시에 메모리 특성을 가지고 있는 것으로 악명 높습니다.

시간 분해 임피던스 분광 분석기는 전기화학 센서의 임피던스 변화를 실시간으로 관찰하는 데 이상적입니다. 이러한 유형의 측정은 광전기화학(PEC) 측정 스테이션 등을 사용하여 수행되는 정적 광전류/광전압 측정을 보완합니다.

비선형 효과

따라서 샘플에서 다음과 같은 비선형 효과를 살펴볼 수 있습니다.

Higher harmonics generation,
Intermodulation (when two input frequencies result in a third frequency at the output),
Electric current rectification (when resistance/impedance of a sample in one direction differs from the resistance/impedance in the other direction of current flow),
Superposition breakdown (superposition of input frequencies is not preserved in the output).

샘플 메모리 효과

안정한 주변 조건에서 샘플 임피던스 스펙트럼의 시간 변화를 통해 이전 측정값이 다음 측정값에 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다.

결과 표시

측정 결과는 다음과 같이 표시됩니다.

3D Nyquist (Argand) plot in time,
Bode plots in time,
Time evolution plot of an impedance at a given frequency contained in generated signal,
Difference plots to observe relative changes in time,
Plots with raw current and raw voltage frames collected.

Instytut Fotonowy

Impedance Camera