Полярографический переменно-токовый концентратомер
Патент 1408348
Авторы
Классы МПК
Полярографический переменно-токовый концентратомер
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к электрохимическому п Зиборостррению И..предназначено для непрерьюного контроля за концентрацией полярографически активных веществ в растворах электролитов . Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулировання (КА) от изменения концентрации анализируемого деполяризатора и площади поверх
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ÄÄSUÄÄ 140834
А1 (!) 4 G 01 N 27/48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4179110/31-25 (22) 13.01.87 (46) 07.07.88. Бюл. № 25 (71) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Ю.Г.Новошинов, М.P.Вяселев и Ю.В.Добровольский
153) 543.257(088.8) (56) Брук Б. С. Полярографические методы. M. Энергия, !965, с. 55-67.
Авторское свидетельство СССР
¹ 609080, кл, G 01 N 27/48, 1978. (54) ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ ПЕРЕИЕННО-ТОКОВЫИ КОНЦЕНТРАТОМЕР (57) Изобретение относится к электрохимическому приборостроению и..предназначено для непрерывного контроля за концентрацией полярографически активных веществ в растворах электро" литов. Цель изобретения — повышение точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулирования (КА) от изменения концентрации анализируемого деполяризатора и площади поверх1 ости рабочего электрода. Концентраомер содержит источник 1 постоянноо поляризующего напряжения, источник переменного поляризующего напряжения с фаэовращателем 3, соединенные сумматором 4, выход которого подлючен к последовательно соединенным силитего 5 мощности, полярографичесой ячейке 6, усилителю 7 переменноо тока, синхронному детектору 8 перой гармоники, опорный вход которого оединен с источником 2 переменного оляриэующего напряжения, а выход— регистрирующим прибором 9. КА, осуествляющий слежение за максимумом олны первой гармоники тока ячейки, амыкается через последовательно соеиеннные селективный усилитель 10 торой гармоники, вход которого связан с выходом усилителя 7 переменно408348 го тока, синхронный детектор 11 второй гармоники, делительное устройство 12, вход знаменателя которого подключен к выходу синхронного детектора 8 первой гармоники, усилитель 13 постоянного тока, выход которого соединен с одним из входов сумматора 4.
Выход источника 2 переменного поляризующего напряжения соединен с опорным входом синхронного детектора 11 второй гармоники через удвоитель частоты
14 и фазовращатель 15. Благодаря введению в КА делительного устройства и воздействию на него амплитудой активной составляющей первой гармоники тока ячейки удается освободить сигнал обратной связи от изменения концентрации анализируемого вещества и площади поверхности рабочего электрода. 1 ил.
Изобретение относится к технике электрохимического приборостроения и предназначено для непрерывного контроля за концентрацией полярогра5 фически активных веществ в растворах, электролитов. (Цель изобретения — повышение точ.ности измерения за счет устранения
,зависимости коэффициента передачи контура авторегулирования от концентрации анализируемого деполяризатора и площади поверхности рабочего электрода.
На чертеже приведена блок-схема предлагаемого концентратомера.
Концентратомер содержит источник
1 постоянного поляризующего напряжения, источник 2 переменного поляризующего напряжения с фазовращателем 20
3, соединенные с сумматором 4, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю 5 мощности, полярографической ячейке 6, усилителю
7 переменного тока, синхронному детек.25 тору 8 первой гармоники, опорный вход которого соединен с источником 2 переменного поляризующего напряжения, а выход — с регистрирующим прибором
9. Выход усилителя 7 переменного тока 30 связан с последовательно соединенным и селективным усилителем 10 второй гармоники, синхронным детектором 11 второй гармоники, делительным устройством 12, вход знаменателя которого подключен к выходу синхронного детектора 8 первой гармоники, усилителем
13 постоянного тока, выход которого соединен с одним из входов сумматора 4. Выход источника 2 переменного поляризующего напряжения соединен с опорным входом синхронного детектора 11 второй гармоники через удвоитель 14 частоты и фазовращатель 15.
Постоянное поляризующее напряжение, соответствующее максимуму волны исследуемого вещества (U == U ), и переменное напряжение через фазовращатель 3, снимаемые с выходов источников 1 и 2, подаются на сумматор
4, соединенный. через усилитель 5 мощности с полярографической ячейкой
6. Сигнал, пропорциональный переменному току ячейки, усиливается усилителем 7, детектируется синхронным детектором 8 первой гармоники и подается на регистрирующий прибор 9.
При смещении максимума волны переменного тока относительно постоян1408348 ного напряжения в токе ячейки появляется составляющая второй гармоники.
Сигнал частоты второй гармоники. выделенной селективным усилителем 10, детектируется синхронным детектором
11 с опорным напряжением, поступающим с удвоителя 14 частоты и фазовращателя 15. Постоянное напряжение с выхода синхронного детектора 11, 10 пропорциональное общему коэффициенту контура авторегулирования и огибающей второй гармоники тока ячейки
Х = К и S(t) D63
15 х U C(t)tn f/Ch P где n — число электронов, участвующих в реакции;
Б(с) — площадь поверхности рабочеro электрода, как функция времени, D — коэффициент диффузии, 6)U - круговая частота и амплиту25 да переменного поляризующего напряжения;
С(с) — анализируемая концентрация. вещества, как функция времени, ф = К ° n E
К,К вЂ” коэффициенты пропорциональности, подается на вход числителя делитепьного устройства 12,на вход знаменателя которого воздействует сигнал, 35 пропоцриональный амплитуде первой гармоники тока ячейки
I, = КÄn Б(с).ЧПЙ U C(t), 40 где .К вЂ” коэффициент пропорциональности, снимаемый с выхода синхронного детектора 8. Постоянное напряжение с выхода делительного устройства 12 45 (в качестве сигнала рассогласования) где Кз — коэффициент пропорциональности, 50 усиливается усилителем 13 и суммируется с постоянным поляризукицим напряжением в полярности, приводящей к уменьшению сигнала рассогласования.
При этом суммарное постоянное поляризующее напряжение, теперь уже не являющееся функцией площади поверхности рабочего электрода и конценТрации анализируемого вещества, следит за максимумом переменнотоковой волны регистрируемой амплитуды первой гармоники.
Предлагаемый полярографический концентратомер отличается от известных, сочетая в себе высокую чувствительность и селективность с возможностью проведения непрерывного экспресс-анализа с высокой точностью.
Исключение фильтра нижних частот с большой постоянной времени, а также стабилизация общего коэффициента передачи контура авторегулирования за счет-исключения его зависимости от изменения площади рабочего электрода и концентрации анализируемого вещества позволяет значительно увеличить быстродействие системы слежения, определяемое длительностью пеpexoднîro процесса
t ЗТ /Kp, где Т вЂ” постоянная времени основноФ го инерционного звена, и точность измерения во всем диапазоне анализируемых концентраций благодаря уменьшению статических и динамических ошибок слежения.
Формула из об.ретения
Полярографический переменно-токовый концентратомер, содержащий источник постоянного поляризующего напряжения, источник переменного поляризующего напряжения с фазовращателем, соединенные с полярографической ячейкой через сумматор и усилитель мощности, усилитель переменного тока, синхронный детектор и регистратор амплитуды первой гармоники, последовательно включенные селективный усилитель второй гармоники, вход которого соединен с выходом усилителя переменного тока, синхронный детектор второй гармоники и усилитель постоянного тока с выходом, соединенным с входом сумматора, а также последовательно включенные удвоитель частоты, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, и фазовращатель, соединенный своим выходом с вторым входом синхронного детектора второй гармоники, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулирования от изменения концентрации анализи1408348
Составитель P.Ñàëèõäæàíîâà
Техред M.Дидык Корректор A.Tÿñêî
Редактор И.Горная
Заказ 3305/47 Тираж 847
BHWiIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
p)reMoro деполяризатора и площади поверхности рабочего электрода, в нфго введено делительное устройство, в оды числителя и знаменателя которого соединены соответственно с вы.ходами синхронных детекторов второй и первой гармоник, а выход соединен с входом усилителя постоянного тока.