Осциллополярограф

Осциллополярограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТЕУ

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

< о748223 (61) Дополнительно@ к авт. саид-ву (22) Заявлено 190678 (21) 2631536/18-25 (53)М. Кл. с присоедийеиием заявки Йо

Q 01 М 27/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень Йо 26 (5Ç) УДК 543. 253 (088.8) Дата опубликования описания 180780 (72) Авторы изобретения

Ю.В, Добровольский, M.P. Вяселев и Ю.И. Кузьмин

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. A.Н. Туполева (71) Заявитель (54) ОСЦИЛЛОПОЛЯРОГРАФ!

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исПоль" эовано для электрохимического анализа электродов.

Известны осциллопалярографы, со- 5 держащие источник поляриэующего напряжения, ячейку, измерительное и регистрирующее устройства, а также устройства компенсации объемного сопротивления электролита и емкости 10 двойного электрического слоя рабочего электрода ячейки 111 .

В указанных осциллополярографах применен один иэ видов компенсации либо объемного сопротивления, либо 15 емкости двойного слоя, причем компенсация объемного сопротивления не учитывает изменения объемного сопротивления, а компенсация емкости двойного слоя — изменения емкости от при-2О ложенного поляризующего напряжения, кроме того, компенсация объемного сопротивления осуществляется введением положительной обратной связи.

Устройства не позволяют полностью 25 компенсировать объемное сопротивление и емкость двойного слоя, а применяемая компенсация объемного сопротивления делает работу полярографа неустойчивой. 39

Известен полярограф, содержащий источник поляризующего напряжения с сумматором и генераторами постоянного и линейно изменяющегося напряжения, измерительное устройство, измеряющее ток через ячейку, выход которого соединен с регистрирующим устройством $2) .

В полярографе применена компенсация емкости двойного слоя путем пропускания через измерительное устройство постоянного тока, направленного навстречу емкостному току. Такая компенсация может полностью устранить емкостный ток, только при каком-то одном Фнрчении поляризующего напряжения и потбму является частичной. Компенсация объемного сопротивления в полярографе отсутствует.

Цель изобретения — повышение точности анализа за счет одновременной и полной компенсации объемного сопротивления электролита и емкости двойного электрического слоя рабочего электрода.

Поставленная цель достигается тем, что в полярограф введена схема формирования сигналов компенсации, со" держащая генератор переменного напряжения, активный избирательный фильтр, 748223 фазовые детекторы активной и емкостной составляющей переменного напряжения ячейки, перемножитель, преобразователь обратной величины, причем выход фильтра соединен с входами фазовых детекторов, выход детектора активной составляющей подключен к одному из входов перемножителя, второй вход которого соединен с выходом измерительного устройства, выход фазового детектора емкостной составляющей подключен к входу преобразователя обратной величины.

Измерительное устройство выполнено иэ сумматора и дифференциального усилителя, причем выход сумматора соединен с входом фильтра схемы фор- 5 мирования сигналов компенсации и с неинввртирующим входом дифференциального усилителя, на инвертирующий вход которого через резистор подключен выход источника поляриэующего Щ напряжения, один из входов которого соединен с выходом перемножителя схемы формирования сигналов компенсации, выход дифференциального усилителя, являющийся выходом измерительного устройства, соединен с входом регистрируЮщего устройства,. через емкость са своим инвертирующим входом, и с одним из входов сумматора, второй . вход которого соединен с выходом преобразователя обратной величины схемы формирования сигналов компенсации, а .третий вход соединен с выходом генератора переменного напряжения, ячейка включена в цепь обратной связи сумматора.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого осциллополярографа; на фиг, 2 — сумматор..

Осциллополярограф состоит из источника 1 поляризующего напряжения 4Р с генераторами постоянного 1-1 и линейно растущего 1-2 напряжения и сумматором 1-3, ячейки (II), измерительного устройства (111).с дифференциальным усилителем ((1,-1) и сумма- 45 тором,(В -2), схемы формирования сигналов компенсации (1Н) с генератором переменного напряжения (1V-1), @ активным избирательным фильтром (.1Н-2), фазовыми детекторами активной составляющей (1V-3) и емкостной составляющей (1V-4) переменного напряжения ячейки, перемножителем (lV-5) и преобразователем обратной величины (1V--6) регистрирующего устрс1йства (Н). 55

Поляризующее напряжение подается с источника (1) на инвертирующий вход дифференциального усилителя (111 -1), при этом на выходе сумматора устанавливается напряжение, равное 66 поляриэующему эа счет обратной связи с выхода сумматора на неинвертирующий вход дифференциального усилителя. Таким образом к ячейке (II) оказывается приложенным поляризующее, Я напряжение. Одновременно на второй вход сумматора (III -2) подается пере- . менное напряжение от генератора (1V-1), то напряжение создает постоянный по величине переменный ток через ячейку (II). Для исключения появления переменного напряжения на выходе усилителя ((и -1) служит емкость в цепи отрицательной связи.

Переменное напряжение с выхода сумматора (IR -2) усиливается в активном избирательном фильтре. (1V-2) и поступает на фаэовые детекторы активной (lV-3) и емкостной составляющей (lV-4>.

Чтобы пояснить работу фазовых детекторов рассмотрим переменное напряжение на вЫходе сумматора (111 -2) (фиг. 2), Импеданс ячейки Z для звуковых частот можно представить приближенно, как последовательное соединение объемного сопротивления

Rzg и емкости двойного слоя С 4 с

z = а, —.— ——

OC ju)Cd c

Тогда коэффициент передачи сумматора (1П -2) для переменного напряжения записывается к= "б+

jLCd Rb

Первое слагаемое на выходе фазового детектора активной составляющей (1Н-3) дает сигнал, пропорциональный величине объемного сопротивления ячейки, а так как падение напряжения на R

LR б Rdб 1Я l где 3> — ток ячейки, этот сигнал перемножается с выходным сигналом в перемножителе (1V-4) и результат суммируется с поляриэующим напряжением в сумматоре (1-3). Сигнал на выходе детектора емкостной составляющей (1V-4) в соответствии со вторым слагаемым обратно пропорционален емкости С,1 Поскольку сигнал компенсации должен быть riponopционален емкости С(е сигнал подается на преобразователь обратной величины (lv-6), откуда поступает на вход сумматора (1II -2) в противофазе с емкостным током.

Входное напряжение, пропорциональное току ячейки, снимается с выхода усилителя (1н -1) и подается на вход регистрирующего устройства.

Введение в осциллополярограф схемы формирования сигналов компенсации и новое схемное выполнение измерительного устройства выгодно отличает предлагаемый осциллополярограф от известного, так как сигналы компенсации полностью соответствуют компенсируемым величинам во всем диапазоне поляризующего напряжения, прикладываемого к ячейке.

В результате повышается точность анализа, особенно при малых концент148223

Формула изобретения

Г 1

I t

1 !

I

I

Г!

1

1

1

I рациях анализируемых веществ и анализе растворов с низкой проводимостью.

1. Осциллопол яро граф, содержащий источник поляризующего напряжения с сумматором и генераторами постоян- ного и линейно изменяющегося напряжения, ячейку, измерительное и регистрирующее устройства, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения. точности анализа, в него введена схема формирования сигналов .компенсации, содержащая генератор. переменного напряжения, активный избирательный фильтр, фазовые детекторы активной и емкостной составляющей переменного напряжения ячейки, перемножитель, преобразователь обратной величины, причем выход фильтра сое-. 20 динен со входами фазовых детекторов,,выход детектора активной составляющей подключен к одному из входов перемножителя, второй вход которого соединен с выходом измерительного 25 устройства, выход фазового детектора емкостной составляющей подключен ко входу преобразователя обратной величины.

2. Осциллополярограф по п. 1, 39 отличающийся тем, что измерительное устройство состоит иэ сумматора и дифференциального усилителя, причем выход сумматора соединен с входом фильтра схемы формирования сигналов компенсации и с неинвертирующим входом дифференциального усилителя, на инвертирующяй вход которого через резистор подключен выход источника поляризующего напряжения, один из входов которого соединен с выходом перемножителя схемы формирования сигналов компенсации, выход дифференциального усилителя, являющийся выходом измерительного устройства, соединен со входом регистрирующего устройства, через емкость со своим иивертирующим входом и с одним из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя обратной величины схемы формирования сигналов компенсации, третий вход соединен с выходом генератора переменного напряжения, а ячейка включена в цепь обратной связи с сумматора. источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цфасман С.Б. Электронные полярографы, Металлургиэдат, M., 1960, с. 146.

2. Мирошников и др. "Заводская лаборатория", 1967, с. 33, М 3, с. 382.

748223

Составитель И. Некрасов

Редактор Н. Горват Техред М.Кузьма КорРектоР В. Синицкая

Заказ 4351/10 Тираж 1019 . Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4