Потенциостатическое устройство для электрохимических приборов

Потенциостатическое устройство для электрохимических приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОТЕНЦИОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ, содержащее токоизмерительный реэис ивный элемент, состоящий из отдельных калиброванных секций, электрод сравнения, размещенный в электрохимической ячейке вблизи поверхности ее индикаторного электрода, усилитель обратной связи, суммирующий усилитель, один из входов которого подключен к цепи электрода сравнения , выходной усилитель, один из входов которого соединен с выходом суммирующего усилителя другой вход - с клеммами для подключения источника поляризующего напряжения, , а выход - с клеммами для подключения цепи вспомогательного электрода ячейки , переключатель, отличающееся тем, что, с целью повышения качества стабилизации потенциала индикаторного электрода, в него введены дополнительные усилители обратной связи и дополнительный переключатель , причем входы всех усилителей обратной связи подключены к выводам ийдивидуальных секций токоизмерительного резистивного элемента , сопротивления секций установлены отличными друЬ от друга, а S коэффициенты передачи подключенных к секциям усилителей - проЛорциональ ными установленным сопротивлениям, переключатели механически спарены между собой и включены в цепи соединения потенцисшьных выводов секций токоизмерительного.резистивного элемента с клеммой для подключения индикаторного электрода и выходов усилителей обратной связи - с Другим входом суммирующего усилителя. Эо :о эо О

. Gg) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.

3151) G 05 F 1/46, G 01 N 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ )"», н ILRTopcN0MY ссидстссъстст

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, 21 ) 3572557/18-21 (22) 10.01.83 (46) 15.10.84 ° Бюл. )Р 38 (72) Г.И.Гинзбург и P.И.-Ф.Салихджанова .(71) Московский институт радиотехники, электроники и автоматики и

Гомельский завод измерительных приборов (53) 543.257 (088.8) (56) 1,Авторское свидетельство СССР

)Р 114776, кл. 0 01 N 27/48, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

)Р 868530, кл. G 01 R 27/52, 1976. (54 ) (57 ) ПОТЕНЦИОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ, содержащее токоизмерительный резистивный элемент, состоящий из отдельных калиброванных секций, электрод сравнения, размещенный в электрохимической ячейке вблизи поверхности ее индикаторного электрода, усилитель обратной связи, суммирующий усилитель, один из входов которого подключен к цепи электрода сравнения, выходной усилитель, один из входов которого соединен с выходом суммирующего усилителя", другой вход - с клеммами для подключения источника .поляризующего напряжения, а выход — с клеммами для подключенйя цепи вспомогательного электрода ячейки, переключатель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения качества стабилизации потенциала индикаторного электрода, в него введены дополнительные усилители обратной связи и дополнительный переключатель, причем входы всех усилителей обратной связи подключены к выводам ийдивидуальных секций токоизмерительного резистивного элемента, сопротивления секций установлены отличными друг от друга, а Е коэффициенты передачи подключенных к секциям усилителей — пропорциональ ными установленным сопротивлениям, переключатели механически спарены между собой и включены в цени соединения потенциальных выводов секций Я токоизмерительного.резистивного элемента с. клеммой для подключения индикаторного электрода и выходов усилителей обратной связи - с другим входом суммирующего усилителя.

1118980

Изобретение относится к аппарату- ре для электрохимических исследований и предназначено для использования при реализации полярографов, хронопотенциометров, кулонометров с контролируемым потенциалом. 5

Известно потенциостатическое устройство для электрохимических приборов, содержащее токоизмерительный резистивный элемент, выводы которого соединены с клеммами для подключе- 10 ния цепи индикаторного электрода электрохимической ячейки, поляризующий усилитель, один из входов которого соединен с клеммами для подключения источника поляризующего напряжения, другой вход — с цепью между первым выводом токоизмерительного резистивного элемента и шиной нулевого потенциала, а выход — с цепью между вторым выводом токоизмерительного элЕмента и шиной нулевого потенциала )1j .

Недостаток известного устройства заключается в низком качестве стабилизации потенциала на индикаторном электроде в процессе эксперимента, когда на поверхности происходят потенциальные изменения в результате адсорбции, химических и электрохимических реакций.

Наиболее близким к предлагаемому является потенциостатическое устройство для электрохиглических приборов, содержащее состоящий из отдельных калиброванных секций токоизмерительный резистивный элемент,,вход которого соединен с клеммами для подключения цепи индикаторного электрода электрохимической ячейки, электрод сравнения, размещенный в ячейке вблизи поверхности индикаторного 40 электрода, усилитель обратйой связи, вход которого через переключатель соединен с выходами.токоизмерительного резистивного элемента, суммирующий усилитель, один из входов кото- 45 рого подключен к выходу усилителя обратной связи, а другой вход — к цепи электрода сравнения, выходной усилитель, один из входов которого соединен с выходом суммирующего усилителя, другой вход — с клеммами для подключения источника поляризующего напряжения, а выход — с клеммами для подключения цепи вспомогательного электрода ячейки (2) .

Недостаток укаэанного устройства также связан с невысоким качеством стабилизации потенциала на индикаторНоМ электроде. При положении переклю,чателя (движка), вводящем в обратную связь весь токоизмерительный резис- 60 тивный элемент, происходит регистрация всей вольт-амперной характеристики с одной и той.же точностью установления и обработки потенциала, но при этом области малых уровней тока фиксируются со значительной погрешностью и имеют малую информативность из-за недостаточной чувствительности регистрирующего узла.

При положении переключателя в промежуточных позициях создается возможность более точной регистрации малых уровней тока при повышенной чувствительности регистрирующего узла, однако при этом вольт-амперная характеристика разбивается на отдельные зоны и фиксируется при разных сопротивлениях токоизмерительного резистивного элемента, т,е. имеет место зависимость точности обработки потенциала от величины омического сопротивления электрохимической ячейки.

Цель изобретения — повышение качества стабилизации потенциала индикаторного электрода.

Поставленная цель достигается тем, что в потенциостатическое устройство для электрохимических приборов, содержащее токоизмерительный резистивный элемент, состоящий из отдельных калиброванных секций, электрод сравнения, размещенный в электрохимической ячейке вблизи поверхности ее идникаторного электрода, усилитель обратной связи, сумми- . рующий усилитель, один из входов которого подключен к цепи электрода сравнения, выходной усилитель, один из входов которого соединен с выходом суммирующего усилителя, другой вход — с клеммами для подключения источника поляризующего напряжения, а выход — с клеммами для подключения цепи вспомогательного электрода ячейки, переключатель, введены дополнительные усилители обратной связи и ддполнительный переключатель, причем входы всех усилителей обратной связи подключены к выводам индивидуальных секций токоизмерительного резистивного элемента, сопротив. ления секций установлены отличными друг от друга, а коэффициенты передачи подключенных к секциям усилителей — пропорциональными установлен. ным сопротивлениям, переключатели механически спарены между собой и включены в цепи соединения потенциальных выводов секций токоизмерительного резистивного элемента с клеммой для подключения индикаторного электрода и выходов усилителей обратной связи с другим входом суммирующего усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого потенциостатического устройства для электрохимических приборов. устройство содержит токоизмерительный резистивный элемент 1 с последовательно включенными калиброванными секциями, электрод 2 сравнения, 1118980 блок 3 усилителей обратной связи, механически спаренные переключатели 4 и 5, суммирующий усилитель б, выходной усилитель 7, источник 8 поляризующего напряжения, электрохимическую ячейку 9, индикаторный (рабочий) 10 и вспомогательный 11 электроды. Токоизмерительный резистивный элемент 1 состоит из отдельных калиброванных секций с сопротивлениями, отличными друг от друга. Лотенциальные выводы секций соединены через переключатель 4 с клеммой для подключения индикаторного электрода 10 электрохимической ячейки 9.

Входы блока 3 усилителей обратной связи подключены к выводам индивидуальных секций токоизмерительного резистивного элемента 1, причем коэффициенты передачи усилителей пропорциональны сопротивлениям соответст„ вующих секций. Один из входов суммирующего усилителя 6 подключен к цепи электрода 2 сравнения, а другой вход через переключатель 5 — к выходам блока 3 усилителей обратной связи. Один из входОв выходного усилителя 7 соединен с выходом суммирующего усилителя 6, другой вход — c клеммами для подключения источника 8 поляриэующего напряжения, а выход— с клеммами для подключения цепи вспомогательного электрода 10 электрохимической ячейки 9. . Устройство работает следующим образом.

Поляризующее напряжение с выхода источника 8 через выходной усилитель 7 поступает на вспомогательный электрод 11 электрохимической ячейки 9, с помощью которого на индикаторном электроде 10 устанавливается .требуемый потенциал. На входы суммирующего усилителя б подаются сигналы от цепи электрода 2 сравнения и с выхода блока 3 усилителей обратной связи. В результате на выходе суммирующего усилителя б и на соответствующем входе выходного усилителя 7 появится сигнал, соответст10 вующий действительному потенциалу индикаторного электрода 10, определяемый адсорбцией, химическими и электрохимическими реакциями.

В качестве сигнала обратной связи

15 в устройстве служит ток, протекаю-. щий по ячейке 9, который преобразуется в напряжение в калиброванных секциях токоизмерительного резистивного элемента 1. Обычно число секций принимается равным 8-16 (возможно и последовательное включение секций).

Преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известными заключается в том, что в токовой цепи электрохимической ячейки 9 исключен дополнительный резистор, снижающий Фактическое выходное напряжение потенциостата и, как следствие, предотвращающий воэможность уменьшения сопротивления токоизмерительного резистивного элемента 1 для отображения больших токов. Предлагаемое техническое решение позволяет создавать мощные потенцностатируемые электрохимические приборы на токи порядка

35 1А с полной компенсацией омического . сопротивления раствора, а также приборы с повышенным коэффициентом использования мощности.

ВНИИПИ Заказ 7451/34

Тираж 841 Подпи с ное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная,4