Способ автоматического регулирования тока электрохимического элемента

Способ автоматического регулирования тока электрохимического элемента

Реферат

 

Область использования: изучение свойств различных объектов методом измерения импеданса с одновременной поляризацией исследуемого объекта постоянным током в электрохимии, биологии, медицине, электротехнике и других областях естествознания. Сущность изобретения: напряжение электрохимического элемента, состоящее из переменной и постоянной составляющей, раздельно суммируют с напряжением источников гармонического сигнала и постоянного поляризующего напряжения и подают на электрохимический элемент через первый и второй образцовый резисторы. 1 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для изучения свойств различных объектов методом измерения импеданса с одновременной поляризацией исследуемого объекта постоянным током и может быть использовано в электрохимии, биологии, медицине, электротехнике и других областях естествознания.

Известен способ автоматического регулирования тока, в котором протекающий ток через любой исследуемый объект, например электрохимический элемент, преобразуют в пропорциональное ему напряжение, сравнивают с образцовым напряжением, выделяют сигнал рассогласования, который усиливают и подают на цепь последовательно соединенных образцового резистора и исследуемого объекта. Однако реализация этого способа сложна, кроме того, он не позволяет осуществлять регулирование тока одновременно по переменной и постоянной составляющим.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования тока электрохимического элемента одновременно по переменной и постоянной составляющим, сущность которого заключается в том, что переменное и постоянное напряжения, изменяющиеся по нужной для эксперимента программе, суммируют с напряжением электрохимического элемента и полученную сумму подают на цепь из последовательно соединенных образцового резистора и электрохимического элемента [1] Однако этот способ также не позволяет раздельно изменять пределы регулирования по постоянному и переменному току, что значительно сужает диапазон изучаемых скоростей электрохимических реакций. Кроме того, при реализации этого способа значительно снижается точность регулирования тока из-за невозможности раздельно изменять пределы регулирования тока по постоянной и переменной составляющим.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом изобретении, повышение точности регулирования тока по постоянной и переменной составляющим при одновременном расширении диапазона скоростей изучаемых электрохимических реакций.

Поставленная задача решается тем, что напряжение электрохимического элемента, состоящее из переменной и постоянной составляющей, раздельно суммируют с напряжением источников гармонического сигнала и постоянного поляризующего напряжения и подают на электрохимический элемент через первый и второй образцовый резисторы.

Суммирование напряжения электрохимического элемента с источником гармонических колебаний и подача полученной суммы на электрохимический элемент через первый образцовый резистор обеспечивают автоматическое регулирование переменной составляющей тока независимо от сопротивления электрохимического элемента переменному току.

Суммирование напряжения электрохимического элемента с постоянным поляризующим напряжением и подача полученной суммы на электрохимический элемент через второй образцовый резистор обеспечивают автоматическое регулирование тока поляризации, протекающего через электрохимический элемент, в результате чего этот ток не зависит от сопротивления электрохимического элемента.

Совокупность указанных признаков дает возможность независимо автоматически регулировать переменную и постоянную составляющие тока электрохимического элемента, следовательно, значительно расширить диапазон изучаемых скоростей электрохимических реакций.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Постоянную и переменную составляющие напряжения электрохимического элемента суммируют с напряжением источника гармонических колебаний и напряжением источника поляризации, изменяющимся по программе эксперимента. Полученную сумму напряжений подают на электрохимический элемент через два независимых образцовых резистора.

На чертеже показана схема, показывающая пример конкретной реализации предлагаемого способа.

Напряжение электрохимического элемента 3 подают на первые входы сумматоров 2 и 6. Переменное напряжение источника гармонических колебаний 1 подают на второй вход первого сумматора 2. Постоянное поляризующее напряжение источника 5, изменяющееся по программе эксперимента, подают на второй вход второго сумматора 6. Полученную сумму напряжений с выхода сумматора 2 подают через первый образцовый резистор 4, а с выхода сумматора 6 через второй образцовый резистор 7 на электрохимический элемент 3.

При коэффициентах передачи сумматоров 2 и 5, равных единице, ток, протекающий через электрохимический элемент автоматически поддерживается равным I3 E1K2/R4 + E5K6/R7 где E1 и E5 напряжение источников 1 и 5; K2 и K6 коэффициенты передачи сумматоров 2 и 6; R4 и R7 значения сопротивлений резисторов 4 и 7.

Таким образом ток, протекающий через электрохимический элемент, не зависит от сопротивления самого элемента, следовательно, переменная и постоянная составляющие напряжения, возникающего под действием протекающего тока, являются функцией только внутренних параметров электрохимического элемента и могут быть измерены известными способами, например путем аналого-цифрового преобразования.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования тока электрохимического элемента, заключающийся в том, что напряжение электрохимического элемента суммируют с напряжением источников гармонического сигнала и постоянного поляризующего напряжения и полученное напряжение подают на электрохимический элемент через образцовый резистор, отличающийся тем, что суммирование напряжения электрохимического элемента с напряжениями источников гармонического сигнала и постоянного поляризующего напряжения осуществляют раздельно и подают каждое из полученных напряжений на электрохимический элемент через свой образцовый резистор.

РИСУНКИ

Рисунок 1