Устройство для исследования электрохимических процессов

Устройство для исследования электрохимических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике исследования кинетики электрохимических процессов и может быть использовано в лабораторной и производственной практике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем формирования стандартных сигналов для исследования переходных электрохимических процессов. Устройство содержит электрохимическую ячейку с тремя электродами, генератор напряжений, компаратор, частотомер, два реверсивных счетчика, два блока управления реверсом, формирователь коротких импульсов, управляемый делитель частоты, резистивную матрицу, цифро-аналоговый преобразователь, предусилитель, блок сравнения, триггер, задатчик температуры, датчик температуры, усилитель мощности, коммутатор, три ключа. Устройство позволяет исследовать переходные процессы в электрохимической ячейке при изменении температуры, поддерживая определенный уровень подаваемого на нее сигнала, а также автоматически изменять частоту развертки осциллографа при различных типах сигналов, подаваемых на электрохимическую ячейку. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1589187

А1 (д1) 0 01 М 27/416

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4 389 802/23-25 (22) 09 ° 03,88 (46) 30,08.90. Бюп, Р 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (72) Г,А.Андрианов, В,С.Дунаев, В.А,Михалев и А,И,Рязанов (53) 543,257 (088,8) (56) Каданер Л,И,, Бойко А.В. К вопро1 су применения метода кривых заряжения при исследовании электродных процессов, прс текающих при прохождении переменного тока. -Электрохимия, 1971, т. 17, вып. 10, с. 1483. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕС1ЯХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к технике исследования кинетики электрохимичес;ких процессов и может быть использо-! вано в лабораторной и производственной практике. Цель изобретения — pac ширение функциональных возможностей

Изобретение относится к технике исследования кинетики электрохимичес- . ,/ ких процессов и может быть использовано в лабораторной и производственной практике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем формирования стандартных сигналов для исследования переходных электро- химических процессов.

На чертеже представлена структурная схема устройства для исследования электрохимических процессов. устройства путем формирования стан-, дартных сигнапов для исследования переходных электрохимических процессов. устройство содержит электрохимическую ячейку с тремя электродами, генератор, генер атор напряжений, компаратор, частотомер, два реверсивных счетчика, дв а блок а у пр авл ения р евер со м, фор мирователь коротких импульсов, управляемый делитель частоты, резистивную матрицу, цифроаналс говый преобразователь, предусилитель, блок СравнениЯ триггер, з адат чик темпер атуры, датчик температуры, усилитель мощности, коммутатор, три кпюча, Устройство позволяет исследовать переходные процессы в электрохимической ячейке при 3 изменении температуры, поддерживая

1 определенный уровень подаваемого на нее сигнала, а также автоматически из- менять частоту развертки осциллографа rrp различных типах сигналов, пода- Д ваемых на злектрохимлческую ячейку, 1 ил. Оз

Устройство содержит генер атор 1 напряжений, резистивную матрицу 2, компар атор 3, частотомер 4, первый .блок 5 управления реверсам, формирователь 6 коротких импульсов, управляемый делитель 7 частоты, генератор 8, : первый реверсивный счетчик 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, осциллограф 11, регистратор 12, электрод 13 сравнения, вспомогательный электрод 14, балластный резистор 15, усилитель 16 мощности, исследуеиий электрод 17, электрохимическую ячейl 589187 ку 18, датчик 19 температуры, прецу° ° ° илитель 20 ° блок 21 сравнения, задатк 22 температуры, статический тригpep 23 ° третий ключ 24, первый ключ

25, второй реверсивный счетчик 26, 5 второй ключ 27.и второй блок 28 управления реверсом, коммутатор 29, первый

30 и второй 31 дифференциальные усилители, первый 32 и второй 33 эмиттерные 0

Повторители, первый 34 и второй 35 мощные транзисторы, резистивный делитель 36 напряжения.

Устройство для исследования электрохимических процессов работает сле — 15 дующим образом, Прецварительно при наладке устройства регулирования смещений нулевых уровней первого 30 и второ:.го 31 дифф- Ренциапьных усилителей задают на апьный ток первого 34 и второго 35 ! мощных транзисторов.

В зависимости от постановки экспериментальной задачи с помощью генератораа 1 напряжений задают оцин из режи-15 мов питания электрохимической ячейки

18, При этом сигнал с выхода генерато— фа 1 напряжения подается на вход усилителя . 16 мощности через резистивную матрицу 2 и непо ср едст вен но н а вход компаратора 3, частота следования имПульсов на ныходе которого определяется с помощью частотомера 4, предНазначенного для автоматического задания коэффициента деления первого программируемого целителя 7 частоты,, величина которого при этом пропорциональна частоте сигнала на выходе генератора 1 напряжений.

В течение первого полупериода сиг40 нала на выхоце генератора 1 напряже--иий на выходе компаратора 3 формируется уровень логической единицы. При этом на вь хоце блока 5 упранления реВерсом формируется код, при котором 45 реверсивный счетчик 9 работает н режиме суммирования импульсов, поступающих íà его счетный вход.

В течение .второго полупериода сигнала на выходе компаратора 3 формиру50 ется уровень логического нуля, При этом на выходе блока 5.управления реверсом формируется код, при котором ренерсинньгй счетчик 9 работает в режиме вычитания импульсов. формирователь 6 коротких импульсов служит дпя формирования импульсов в начале каждого периода, с его помощью осущестнляется обнуление реверсивного счетчика 9 и тем самлм достигается синхронизация работы осциллографа 11 с работой генератора 1.

Горизонтальная развертка лучей осциллографа 1! осущестнляется следующим образом.

В зависимости от частоты сигнала на выходе генер атор а 1 напряжений на информационном выходе частотомера 4 фор мирует ся соответствующий цифровой код, с помощью которого задается коэффициент,целения упранляемого делителя 7 частоты. При этом частота сле— донания импульсов на его выходе будет строго пропорциональна частоте сигнала на выходе генератора 1 напряжений, н результате чего поле развертки лучей осциллогр афа 11, з аданаемое аналоговым линейно изменяющимся сигналом на выходе ЦАП 10, будет нсе гда постоянным, что упрощает обработку информации и низуапьный контроль за работой устройства.

При работе устройства для исследования электрохимических процессов в режиме постоянной температуры н электрохимической ячейке .18 первый ключ

25 находится в разомкнутом состоянии, а второй ключ 27 — н замкнутом. При этом на выходе блока 21 сравнения в з ависимости от величины потенциалов на выходах предусилителя 20 и з адатчика 22 температуры фЬрмируется уровень логической единицы или уровень логического нуля. На выходе второго блока 28 управления реверсом формируется соответствующий код, Если температура н электрохимической ячейке 18 ниже заданной, то на выходе блока 21 сравнения формируется уровень логической единицы, а на выходе второго блока 28 управления ренерсом, соответственно, — код, при кото ром второй реверсивный счетчик 26 работает н режиме суммирования импульсов, поступающих на его счетный вход с второ го н! хода ге нер атор а 8, С возрастанием цифрового кода на информационном выходе второго реверсивного счетчика 26 пропорционально возрастает коэффициент передачи резис- тивной матрицы 2, управляемой с помощью коммутатора 29, в результате чего увеличинается амплитуда сигнала иа входе и выходе усилителя 16 мощности, что приводит, соответственно, к возрастанию рассеинаемой мощности в электрохимической ячейке 18.

9187

5 158

Если же температура в электрохимической ячейке 18 превышает заданную, 1 то на выходе второго блока 21 сравнения формируется уровень логического нуля.

При этом на выходе второго блока

28 управления реверсом формируется код, при котором второй реверсивный счетчик 26 работает в режиме вычитания импульсов, поступающих на его счетный вход, в результате чего циф ровой код íà его информационном выходе уменьшается, что приводит к соответствующему снижению коэффициента передачи резистивной матрицы 2, Амплитуда сигнала на входе и выходе усилителя 16 мощности уменьшается, что приводит к снижению рассеиваемой в электрохиьыческой ячейке 18 мощности.

При разомкнутом втором ключе 27 и замкнутом первом ключе 25 предлагае.мое устройство работает в режиме фиксированного напряжения на выходе усилителя 16 мощности или при соответствующем выборе балластного резистора

15 —. в режиме фиксированного тока, протекающего через электрохимическую ячейку.

В указанном режиме на выходе триггера 23 с помощью третьего ключа 24 устанавливают уровень логической единицы, При этом на информационных выходах второго реверсивного счетчика

26 формируются уровни логических еди ниц, в результате чего резистивная матрица 2 имеет максимальный коэффициент передачи. Амплитуда сигнала на, выходе усилителя 16 мощности определяется амплитудой сигнала на выходе генер атор а напряжений, В предлагаемом устройстве на входы осциллографа 11 поступают одновременно сигналы с дополнительного электрода 14 и электрода 3 сравнения, что позволяет установить корреляцию между сигналами на выходе электрода, сравнения и токами, протекающими через цепь, образованную бапластнцм резистором 15, вспомогательным электродом 14 и исследуемым электродом 17.

В описанном режиме с помощью задатчика 22 температуры может быть задана предельно допустимая температура в электрохимической ячейке 18, при . превьппении которой на выходах блока .

21:сравнения формируются уровни логических нулей. При этом второй реверсивный счетчик 26 начинает работать ! в режиме вычитания импульсов, вследствие чего уменьшается коэффициент передачи резистивной матрицы 2, что приводит к снижению рассеиваемой в электрохимической ячейке 18 мощности, Формул а из обретения устройство дпя исследования электрохимических процессов, содержащее электрохимическую,ячейку с вспомогательным электродом, исследуемым электродом и электродом сравнения, балластный резистор, осциллограф и генератор напряжений, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования стандартных сигналов для ис-. следования переходных злектрохимических процессов, в него введены дополнительно компаратор, частотомер,,цва реверсивных счетчика, два блока управления реверсом, формирователь коротких импульсов, генератор, управляемай делитель частоты, резистивная матрица, цифроаналогoBbIH преобразователь, предусилитель, блок ср авнения, три ггер, задатчик температуры, датчик температуры, усилитель мощности, коммутатор, три ключа, регистратор, к выходу генератора напряжений подключены первый вход р.езистивной матрицы и вход компаратора, выход которого соединен с входами первого блока управления ре-. версом, формирователя коротких импульсов, частотомера, информационные выходы которого соединены с входами управления управляемого делителя частоты, вход которого подключен к первому .выходу ге нер атор а, а выход упр авпяемого делителя частоты соединен с счетным входом первого реверсивного счетчика, первый и второй входы управления реверсом и вход установки нуля которого соединены с первым и вторым Выходами первого блока управления реверсом и выходом формирователя коротких импульсов соответственно, информационные выходы первого реверсивного счетчика соецинены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом осциллографа, информационные выходы которого соедине- " йы с входами регистратора, второй и третий входы осциллографа соединены соответственно с электродом сравнения и вспомога. тельным электродом, подключенным через балластный резистор к выходу усилителя мощности, вход которого соединен с выхо-.

1 Я9 187

Составитель Л.Таланина

Техрец М.Дидык

Корр ектар Т, Малец

Рецактар Л, Веселовская,Заказ 2537 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета па изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина,101 дом резистивной матрицы, вторые входы которой подключены через коммутатор к ин формационным выходам второго реверсивного счетчика, счетный вход которого

5 соединен с вторым выходом генератора, вход второго реверсивного счетчика через первый ключ соединен с выходом триггера, первый вход которого через третий ключ подсоединен к общей шине, 1О а входы управления реверсом второго реверсивного счетчика соединены с выходами второго блока управления. ревер-. сом, нха,ц которо ro чер ез второй ключ соединен с вторым нхоцом триггера и с выхацом блока сравнения, первый вход которого подключен к на ходу задатчика температуры, а нтарай вход— к выходу предусилителя, вход катаро га подключен к датчику температуры, помещенному н электрохимическую ячейку, исследуемый электрод которой заземпен, а вспомогательный электрод через балластный резистор подключен к выходу усилителя мощности,