Wienin teknisen yliopiston tutkijat ovat yhdessä Danube University Kremsin kanssa kehittäneet uudenlaisen anturin mittaamaan sähkökenttien vahvuutta. Se on kooltaan paljon pienempi, rakenteeltaan yksinkertaisempi ja se on lisäksi vähemmän altis vääristymälle kuin vertailukelpoiset laitteet.
Sähköisten kenttien tarkka mittaaminen on tärkeää useissa sovelluksissa, kuten sääennusteissa, teollisuuskoneiden prosessien hallinnassa tai suurjänniteverkossa työskentelevien henkilöiden turvallisuuden varmistamisessa.
Sähkökentän vahvuuden mittaamiseen tällä hetkellä käytettävillä laitteilla on merkittäviä haittoja. Laitteet esimerkiksi sisältävät osia, jotka tulevat sähköisesti varautuneiksi. Lisäksi johtokykyiset metalliset komponentit voivat merkittävästi muuttaa mitattavaa aluetta ja tällaiset laitteet ovat myös yleensä suhteettoman epäkäytännöllisiä ja vaikeita kuljettaa.
Tutkimusryhmän nyt kehittämä piipohjainen anturi perustuu mikroelektromekaaniseen järjestelmään (MEMS). Sen suurena etuna on se, ettei se vääristä mitattavaa sähköistä kenttää. Anturi sisältää pienen ristikkomaisen jousikiinnitteisiin piirakenteen. Kun pii altistetaan sähkökentälle, piikiteisiin kohdistuu voima, jolloin jousi painuu kasaan tai laajenee hieman.
Nämä pienet liikkeet tehdään näkyväksi optisella ratkaisulla jossa kiinteän ja liikkuvan ristikon välinen muutos tuottaa valomäärän, josta sähkökentän voimakkuus voidaan laskea sopivasti kalibroidulla rakenteella.
Uusi piianturi ei mittaa sähkökentän suuntaa, vaan sen voimakkuutta. Tätä ensimmäisen kehitysvaiheen anturia voidaan käyttää aloilla, joiden taajuus on alle yksi kilohertsi ja sillä pystyy mittaamaan luotettavasti sähkökenttiä alle 200 voltin per metriä kohden.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 1.2.2018