Устройство для электрохимических исследований

Устройство для электрохимических исследований

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и> Т2 1 73О (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0609,78 (21) 2662288/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 150380. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 180 380

G 01 N 27/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открыти и (53) jPK 543. 253 (088.8) A.B.Ãîpëèí, С.В.Нашатырь, M.Н.Потапов, M.A.Ñoêoëîâ, О,A.Õîðîøèé

{72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт научного приборостроения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Изобретение относится к области электрохимического приборостроения и может быть использовано в установках для исследования механизма и кинетики сложных электродных реакций,изучения явлений коррозии и пассивности, адсорбции и катализа в гальванотехнике,гидроэлектрометаллургии,синтезе и т.д.

Известны устройства для злектрохимических исследований (1), содержащие потенциостат,дифференциальный усилитель, источник задаваемого напряжения и многозлектродную электрохимическую ячейку. Для регистрации 1з тока в этом устройстве используются образцовый резистор, включенный в цепь электрохимической ячейки последовательно с потенциостатом; что приводит к снижению точности регулиро- 20 вания и уменьшению быстродействия.

Кроме того, изменение величины сопротивления токоизмерительного резистора в широких пределах оказывает влияние на устойчивость системы регулирования.

Известно устройство для электрохимических исследований, содержащее задатчик потенциала, дифференциальный усилитель, основной потенциостат и ЗО многоэлектродную электрохимическую ячейку, исследуемый электрод которой соединен с выходом дополнительного потенциостата (2).

В этом устройстве токоизмерительный резистор включен в контур регулирования потенциала исследуемого электрода, что гриводит к увеличению постоянной времени на выходе потенциостата и сэигу фазы между напряжением задатчик . и напряжением рассоглассования дифференциального усилителя. Следствием включения токоизмерительного резистора в цепь исследуемого электрода является снижение. устойчивости, быстродействия системы регулирования, а также снижение точности измерения тока в цепи исследуемого электрода из-за наличия синфазного напряжения на токоизмерительном резисторе, Цель изобретения — увеличение устойчивости, быстродействия системы и повышение точности измерения тока в цепи исследуемого электрода.

Для этого в,предлагаемом устройстве дополнительный потенциостат подключен к источникам питания, изолированным от общей шины всего устройства, а преобразователь ток721730 напряжение, частным случаем которого является токоизмерительный резистор, включен между обшей точкой источников питания дополнительного потенциостата и общей шиной всего устройства.

На чертеже, изображена стРУктУРная схема предлагаемого устройства для электрохимических исследований.

Устройство для электрохимических исследований содержит основной потенциостат 1, выход которого соединен со вспомогательным электродом

2 электрохимической ячейки 3, а вход — с электродом сравнения 4 и входом дифференциального усилителя

5, подключенного другим входом к исследуемому электроду б и выходу дополнительного потенциостата 7, один вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, а другой — с задатчиком 8 потенциала, запитываемого от двух изолированных от обшей шины устройства источников питания 9 и 10. Между обшей точкой этих источников питания и общей шиной всего устройства включен преобразователь 11 ток-напряжение, состоящий из операционного усилителя и токоизмерительного резистора.

Устройство для электрохимических исследований работает следующим образом.. 30 жение зного ла а, апряжен ифферен льного игнала олезный игнал, мВ

В,еличи токоиз мерите ного р зистор еализуемая скоость нарастания апряжения на еМости между вспомо ательным и исслеуемым электродами лектрохимической чейки C„q ац, а(с

1,5

150

100 Ом

10 кОм

1 МОм

1,5

7,5

0,754

0,154

1,5

1500

1,5

55 лее инерционной. В то же время с уменьшением величины сопротивления этого резистора величина синфазной составляющей измеряемого сигнала становится существенно больше полезного сигнала, что приводит к большой погрешности при его измерении, Применение предложенного устройства позволит увеличить диапазон скоростей развертки потенциала незави. симо от пределов изменения тока приНа входе дифференциального усилителя 5 действуют разность потенциалов между исследуемым электродом б и электродом сравнения 4. На входе

Условия измерениЯ: напряжение программы — периодический треугольник амплитудой+1, 5В, отрабатываемый системой для электрохимических исследований с точностью до 1%|

Оиэ "- 10 мкФ.

Из приведенных в таблице данных следует, что с возрастанием величины сопротивления токоизмерительного резистора система для электрохимических исследований становится бодополнительного потенциостата 7 выходное напряжение дифференциального усилителя 5 сравнивается с задаваемым значением потенциала от задатчи- ка 8 потенциала. Разность сигналов усиливается и вызываег такое изменение выходного тока во внешней цепи через исследуемый электрод б, которое сводит указанную разность потенциалов к нулю с точностью до ошибки регулирования.

Основной потенциостат 1 поддерживает разность потенциалов между электродом сравнения 4 и заземленной шиной, равной нулю.

Падение напряжения на токоизмерительном резисторе преобразователя

11 ток-напряжение влияет только на та,кие параметры,как диапазон выходного напряжения, максимальный входной синфазный сигнал, потребляемая мощность. При этом выходное сопротивление дополни-ельного потенциостата

7 изменяется несущественно.

Расчеты, выполненные на ЗВМ, позволяют сделать вывод о том, что включение преобразователя 11 токнапряжение между общей точкой источников 9,10 питания дополнительного потенциостата 7 и обшей шиной всего устройства приводит к увеличению быстродействия системы, повышению ее устойчивости и точности измерения тока в цепи исследуемого электрода б электрохимической ячейки 3.

Результаты расчетов приведены в таблице.

721730

Формула изобретения

Составитель B.Kóøíåâ

Редактор И.Шубина Техред Н.Ковалева Корректор . Г.Назарова

Заказ 122/35 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ ГосударствЕНногО комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул ° Проектная,4 близительно в 5 и более раз и расширить диапазон регистрируемых токов, что повысит чувствительность метода инверсионной вольт-ампорометрии при электрохимическом анализе. устройство для электрохимических исследований, содержашее задатчик потенциала, диФференциальный усилитель, основной потенциостат и много-. электродную электрохимическую ячейку, исследуемый электрод которой соединен с выходом дополнительного потенциостата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и устойчивости, а также повышения точно=ти измерения тока в цепи исследуемого электрода, между обшей точкой источников питания дополнительного потенциостата и обшей шиной всего устройства включен преобразователь ток-напряжение, причем источники питания дополнительного потенциостата изолированы от обшей

30 шины всего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 491900, кл. С 01 R 7/02, 21.05,73, 2. Авторское свидетельство СССР

9 532800, кл. G 01 N 27/52, 25,07.73,