Устройство для определения силового барьера на границе металл-раствор при электрохимических реакциях

Устройство для определения силового барьера на границе металл-раствор при электрохимических реакциях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике исследования процессов, протекающих на границе раздела металл - раствор, при изучении кинетики различных электрохимических процессов, и может быть использовано в химической, авиационной , кораблестроительной и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повьппение точности и экспрессности определения силового барьера за счет исключения мертвых ходов и люфтов при перемещении подвижной проволоки и выравнивание потенциалов проволоки. Устройство снабжено магнитоэлектрической системой закручивания пoдв гжнoй гладкой исследуемой проволоки относительно неподвижной гладкой исследуемой проволоки, расположенных в растворе электролита и имеющих одинаковое значение электрического потенциала , причем подвижная рамка с обмоткой возбуждения магнитоэлектрической системы и контактом первого формирователя импульса срабатывания, соединенного с первым входом триггера управления работой генератора возбуждения, расположена в поле постоянного магнита на двух симметричных упругих растяжках, служащих токопроводами возбуждения магнитоэлектрической системы и соединенных с подвижной исследуемой проволокой, кроме того, на неподвижной исследуемой проволоке у места защемления ее вне электрохимической ячейки расположен тензодатчик момента касания подвижной и неподвижной исследуемых проволок, при этом выход тензодатчика подсоединен через второй формирователь импульсов срабатывания с вторым входом триггера управления работой генератора возбуждения магнитоэлектрической системы. 1 ил. (Л ел 4 00 со 00 ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„4 335 (q1) 4 i; 01 N 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4067011/31-25 (22) 04.04,86 (46) 07 ° 10.87. Бюл. М - 37 (72) В.Г.Шаталов, В.К.Алтухов и В.А.Ломовский (53) 643.25.08.88(088.8) (56) Воропаева Т.Н., Дерягин Б.В. и Кабанов Б.Н. Исследование потенциальных барьеров при сближении скрещенных платиновых проволок в растворах электролитов. — Коллоидный журнал, 1962, т. ХХТЧ, У 4, с, 396-404. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛОВОГО БАРЬЕРА НА ГРАНИЦЕ МЕТАЛЛРАСТВОР ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ (57) Изобретение относится к технике исследования процессов, протекающих на границе раздела металл — раствор, при изучении кинетики различных электрохимических процессов, и может быть использовано в химической авиа1 ционной, кораблестроительной и других отраслях промыиленности. Целью изобретения является повьппение точности и экспрессности определения силового барьера за счет исключения

tl 11 мертвых ходов и люфтов при перемещении подвижной проволоки и выравниванне потенциалов проволоки. Устройство снабжено магнитозлектрической системой закручивания подвижной гладкой исследуемой проволоки oTHo сительно неподвижной гладкой исследуемой проволоки, расположенных в растворе электролита и имеющих одинаковое значение электрического потенциала, причем подвижная рамка с обмоткой возбуждения магнитозлектриче ской системы и контактом первого формирователя импульса срабатывания, соединенного с первым входом триггера управления работой генератора возбуждения, расположена в поле постоянного магнита на двух симметричных упругих растяжках, служащих токопроводами возбуждения магнитоэлектрической системы и соединенных с подвижной исследуемой проволокой, кроме того, на неподвижной исследуемой проволоке у места защемления ее вне электрохимической ячейки расположен тензодатчик момента касания подвижной и неподвижной исследуемых проволок, при этом выход тензодатчика подсоединен через второй формирователь импульсов срабатывания с вторым входом триггера управления работой генератора возбуждения магнитоэлектрической системы, 1 ил.

1343335

Изобретение относится к технике исследования процессов, протекающих на границе раздела металл-раствор, при изучении кинетики различных электрохимических процессов и может быть использовано н химической, авиационной, кораблестроительной и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности определения силового барьера на границе

10 металл — раствор при электрохимических реакциях путем исключения мертвых ходов и люфтов при перемещении 15 подвижной проволоки и выравнивании потенциалов проволоки.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит электрохими- 20 ческую ячейку 1, закрепленную на основании установки 2. В кювете электрохимической ячейки в растворе электролита находятся подвижная проволока 3 и неподвижная проволока 4, которые являются исследуемыми электродами (ИЭ) . Подвижная проволока 3 через металлическую рамочку 5 жестко скреплена с подвижной рамкой 6 магнитоэлектрической системы. Рамка 6 расположена н поле постоянного магнита 7 на немагнитных растяжках 8 и

9, служащих токопроводами возбуждения магнитоэлектрической системы.Вся магнитоэлектрическая система крепится посредством кронштейнов 10 и 11 к основанию установки.

На неподвижной проволоке закреплен тензодатчик 12, выход которого соединен с вторым формирователем 13 им- 40 пульса срабатывания, который в свою очередь соединен с вторым входом триггера 14, а первый вход этого триггера подключен к первому формирс— вателю 15 импульса срабатывания, ко- 45 торый срабатывает при соприкосновении контактов 16 и 17, один из которых жестко скреплен с кронштейном 10, а другой — с подвижной рамкой 6.

Возбуждающее напряжение на обмотку 50 магнитоэлектрической системы подается с генератора 18 линейно изменяющегося напряжения, начало развертки которого регулируется работой триггера 14, который также управляет рабо- 55 той частотомера-хронометра 19, Потенциалы на все электроды электрохимической ячейки подаются с потенциостата 20.

Устройсзво работает следующим образом.

В кювету электрохимической ячейки

1 заливается раствор электролита.

Точка соприкосновения подвижной проволоки 3 и неподвижной проволоки находится в данном растворе ° Пронолоки 3 и 4 в исходном состоянии не соприкасаются, На проволоке 3 и 4 с потенциостата 20 подается электрический потенциал. Б момент времени с генератора 18 на обмотку рамки

6 магнитоэлектрической системы подается линейно изменяющееся напряжение.

Ток, протекающий по обмотке рамки 6, создает электромагнитное поле, которое, взаимодействуя с полем постоянного магнита 7, поворачивает рамку на определенный угол, соответствующий величине тока. При этом подвижная проволока 3, жестко закрепленная на рамке 5, начинает приближаться к неподвижной проволоке 4.

В момент касания t тензодатчик

12 выдает электрический импульс на второй формирователь 13 импульса срабатывания, который выдает сигнал на триггер 14 и частотомер-хронометр 19 и останавливает их работу. После этого рамка 6 магнитоэлектрической системы за счет упругого воздействия растяжек 8 и 9 возвращается н исходное положение и замыкает контакты

16 и 17,в результате чего происходит; срабатывание первого формирователя

15 импульса срабатывания, который переводит триггер 14 в рабочее положение, т.е. при этом разрешается работа генератора 16 и начинается счет времени на хронометре-частотомере

19. Рамка 6 магнитоэлектрической системы снова начинает поворачиваться на растяжках 8 и 9 в поле постоянного магнита 7, приближая подвижную проволоку 3 к неподвижной 4.

B зависимости от величины электрического потенциала на подвижной и неподвижной проволоках 3 и 4 в растворе электролита вокруг этих проволок возникает силовой барьер, обусловленный электростатическими силами отталкивания, возникающими при перекрытии ионных атмосфер. Закручивание подвижной проволоки 3 представляет собой внешнюю силу по отношению к возникшим силам отталкивания между подвижной 3 и неподвижной

4 проволокам. Чем больше силовой

13ч 3335

-40

55 барьер между проволоками, тем больше должно быть внешнее усилие со сто" роны подвижной проволоки 4 и тем больше значение величины тока должно протекать по обмотке рамки 6 магнитоэлектрической системы, тем большее время зафиксируется хронометром-частотомером 19 до того момента, когда линейновозрастающее напряжение с генератора 18 достигнет такого значения, ири котором внешняя сила вращения подвижной проволоки 3 преодолевает силовой барьер. При этом происходит касание проволок 3 и 4 и электрический импульс с тензодатчика 12 снова посредством второго формирователя 13 и триггера 14 остановит работу генератора 18 и хронометра-частотомера 19 ° При этом хронометр 19 зафиксирует продолжительность времени работы генератора 18.

При одном значении электрического потенциала на проволоках Зи 4 возникает силовой барьер между проволоками 3 и 4, для преодоления которого требуется внешнее усилие, соответствующее значению тока, протекающего через обмотку рамки 6 магнитоэлектрической системы, равного и преодоление силового барьера (т.е. остановка счета времени хронометром

19) происходит н момент t„ . При этом время между началом подачи тока с генератора 18 на обмотку рамки 6 магнитоэлектрической системы соотнет-стнует длительности импульса.

При другом (большем) значении электрического потенциала на проволоках 3 и 4 получается другое (большее) значение силового барьера и гребуется большее значение тока I., протекающего через обмотку рамки 6, чтобы преодолеть этот силовой барьер.

Соответственно и время (t — c,) также имеет большую длительность. длительность импульса (c — c„), фиксируемая хронометром-частотомером

19, несет информацию о величине силового барьера между подныкной и неподвижной исследуемыми проволоками

3 и 4. Если же на исследуемых проволоках имеется различный электрический потенциал, то вокруг одной проволоки возникает силовой барьер, соответствующий одному значению электрического потенциала, а вокруг другой проволоки — другой силовой барьер, соответствующий другому электрическому потенциалу. В результате этого возникает неопределенность результирующего силового барьера, который преодолевается внешним усилием, что снижает точность измерения.

Кроме того, практически мгновенный возврат подвижной исследуемой, проволоки, при прекращении подачи сигнала с генератора, в исходное по— ложение позволяет резко повысить экспрессность информации, так как возврат подвижной проволоки в исходное положение не требует значительного времени, вследствие отсутствия

"мертвых ходов и люфтов. Так, при скорости подвода подвижной проволоки к неподвижной 1 мм/ч и наличии

"мертвого хода в механической передаче 0,3 мм возврат в исходное состояние требует порядка 20 мин, а если учесть, что идет электрохимическая реакция в кювете электрохимической ячейки между раствором электролита и исследуемыми подвижными и неподвижными проволоками, то выбор

"мертвого хода" влияет не только на экспрессность информации, но и на точность измерений.

Формул а изобретения

Устройство для определения силового барьера на границе металл-раствор при электрохимических реакциях, содержащее гладкие проволоки, одна из которых подвижная, и электрохи— мическую ячейку с вспомогательным электродом и электродом сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения силового барьера

Il Il путем устранения мертвых ходов и люфтов при перемещении и выравнивания потенциалов подвижной проволоки, оно снабжено магнитоэлектрической системой закручивания подвижной гладкой проволоки относительно неподвижной гладкой проволоки, расположенных в растворе электролита и имеющих одинаковое значение электрического потенциала, причем подвижная рамка с обмоткой возбуждения магнитоэлектрической системы и контактом первого формирователя импульса срабатывания, соединенного с первым входом триггера управления работой генератора возбуждения, расположена н поле дрстоянного магнита на двух сим1343335 чик момента касания подвижной и неподвижной проволок, при этом выход тензодатчика соединен через второй формирователь импульса срабатывания с вторым входом триггера управления работой генератора возбуждения магнитоэлектрической системы.

Составитель F,. Анисимов

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско

Редактор А.Шандор

Заказ 4817/45

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, HpòðèöHûõ упругих растяжках, служащих токопроводами возбуждения маг нитоэлектрической системы и соединенных с подвижной проволокой, кроме того, на неподвижной проволоке, у места защемления ее вне электрохимической ячейки, расположен тензодатГ, Ужгop< J! "л . Пр 1ек тн а я