Устройство для контроля полярогра-фических приборов

Устройство для контроля полярогра-фических приборов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>813239 (б1) Дополнительное к ввт. саид-ву—

Щ) Заявлено 270379 (2)) 2743430/18-25 с присоединением заявки М2(23) Приоритет—

Опубликовано 15,03,81. Бюллетень Н9 10

Датв опубликования описания 1803.81 (511М. К„,з

G 01 и 27/48

Государственный комитет

СССР но делам изобретениЯ н открытий (53) УДК (088.8) (73):А8ТОры изобретения

И,Р, Вяселев, И.Х. Бикмуллин и Т.H.Иванов

Казанский Ордена Трудового Красного Знамен авиационный институт-им. A.Н. Туполева (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОЛЯРОГРАФИЧБСКИХ

ПРИБОРОВ

Изобретение относится к электрохимическому приборостроению и предназначено для контроля работоспособности и определения основных метро« 5 логических характеристик полярографической аппаратуры в процессе ее создания и эксплуатации.

Известны устройства для контроля полярографических приборов, представ- 0 ляющие собой двухполюсники или трехполюсники, воспроизводящие свойства двух- или трехэлектродных электрохимических ячеек со стационарными рабочими электродами 1) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, представляющее собой трехполюсник и содержащее преобразователь напряжение-ток, выход которого соединен со входом буферного усилителя, функциональный преобразователь и дробно-дифференцирующий усилитель.

Это устройство дает возможность контролировать параметры полярографических приборов в режиме работы co . стационарным рабочим электродом ячейки 21.

Однако данное устройство не позволяет производить контроль для условий работы с наиболее распростра- ЗО ненным в практике ртутно-капельным (нестационарным ) электродом. Кроме того, устройство не учитывает зависимости емкости двойного слоя рабочего электрода от поляриэующего напряжения.

Цель изобретения — повышение точности и увеличение количества измеряемых параметров.

Эта цель достигается тем, что.в устройство введены три перемножителя, два сумматора, два функциональных преобразователя, функциональный генератор, дифференцируЮщий усилитель и инвертор, при этом выход буферного усилителя соединен с первым Входом первого сумматора, выход которого соединен со входами первого и второго функциональных преобразователей и с одним из входов первого перемножителя, два других входа которого соединены с выходами второго функционального преобразователя и функционального генератора, при этом выход первого перемножителя соединен через дифференцирующий усилитель с одним иэ входов второго сумматора, выход же первого функционального преобразователя соединен с одним из входов второго перемножителя, другой вход

813239 соединен с выходом функционального генератора, а выход второго перемно. жителя через дробно-дифференцярующий усилитель соединен со входом второго сумматора, выход которого соединен со входом преобразователя напряжение-ток и одним из входов третьего перемножителя, другой вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом функционального генератора, при- О чем выход третьего перемножителя соединен через инвертор со вторым входом первого сумматора. Кроме того, с целью имитации периодического обновления рабочего электрода, дополнительные входы дифференцирующего и дробно-дифференцирующего усилителей соединены с функциональным генератором.

Введение в устройство укаэанных функциональных узлов обеспечивает ;Я изменение диффузионного тока, емкости двойного слоя и объемного сопротивления с изменением площади рабочего электрода, а также удельной емкости двойного слоя от поляризующе- д го напряжения. Структура этих узлов может быть обоснована на основе формул, полученных при рассмотрении процессов, происходящих в ячейке

3Q (t) с, H (,-т) (2)

"о (") gg c )1а Я

Ll(t) =E(t) 5 с (с)+ ф()) i o(t) и), 40 где i (t ) — Фарадеевский ток, n — валентность деполяризатора, F — число

Фарадея, 0 — коэффициент диффузии, переменная интегрирования,ЬС(t)— изменение концентрации деполяризатора у рабочего электрода от равновесного значения, зависящее от поляризующего потенциала рабочего электрода U(t), который, в свою очередь, ® произвольно изменяется во времени, S(t) — площадь рабочего электрода, изменяющаяся во времения, it (t) емкостный ток, C> (u) — удельная емкость. двойного слоя, зависящая от приложенного напряжения, 8 (t) — объ- 5 емное сопротивление, изменяющееся во времени, E(t) - полное напряжение, приложенное к электрохимической ячекке, х — удельная электропроводность электролита. 66

На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля полярографических приборов.

Устройство содержит буферный усилитель 1, преобразователь 2 напряжение-ток, сумматоры 3 и 4, функциональные преобразователи 5, 6 и 7, перемножители 8, 9 и 10, функциональный генератор 11, дробнодифференцирующий усилитель 12, дифференцирующий усилитель 13, клеммы 15, 16 и 17, являющиеся соответственно индикаторным, вспомогательным и сравнивающим электродами. Выходное напряжение полярографа Е(t) прикладывается ко входу буферного усилчтеля 1 с высоким вход ным сопротивлением. С выхода буферного усилителя сигнал поступает на сумматор 3, где из него вычитается сигнал, соответствующий падению напряжения на объемном сопротивлении, в результате чего на выходе сумматора 3 получается напряжение U(t), соответствующее поляризующему потенциалу рабочего электрода. Это напряжение подается на Функциональный преобразователь 5 зависимости граничной концентрации деполяризатора от поляризующего потенциала. Сигнал с выхода функционального преобразователя подвергается модуляции в перемножителе 9 сигналом, пропорциональным площади рабочего электрода, изменяющимся во времени, который поступает с выхода функционального генератора 11.

С выхода перемножителя 9 сигнал поступает на дробно-дифференцирующий усилитель 12, имитирующий нестацио нарные диффузионные процессы, а затем через сумматор 4, где диффузионная составляющая тока суммируется с емкостной, поступает на вход преобразователя 2 напряжение-ток.

Для формирования емкостной составляющей тока поляризующий потенциал с выхода сумматора 3 подается на функциональный преобразователь 6 зависимости. нелинейной емкости двойного слоя от поляризующего потенциала и на один из входов перемножителя 8, на два других входа которого подаются сигналы с выхода функционального преобразователя 6 и с выхода функционального генератора 11. Сигнал с выхода перемножителя 8 подвергается дифференцированию в дифференцирующем усилителе 13, в результате чего получается сигнал, пропорциональный емкостному току, который далее поступает в сумматор 4 для формирования полного тока полярографического датчика.

Для имитации периодического обновления рабочего электрода параллельно конденсаторам дифференцирующей и дробнодифференцирующих цепей усилителей 13 и 12 подключены ключи, производящие их разряд в момент обновления капли.

Для получения сигнала, соответствующего падению напряжения на объемном сопротивлении, формируется сигнал, пропорциональный объемному сопротивлению и зависящий от площади рабоче813239

ro электрода, в фучкциональном преобразователе 7, на вход которого поступает сигнал с выхода функционального генератора 11..Затем сигнал с выхода функционального преобразователя 7 поступает на один из входов перемножителя 10, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональный полному току полярографического датчика с выхода сумматора 4. Сигнал на выходе перемножителя 10, соответствующий падению напряжения на объемном сопротивлении электролита, через инвертор 14 подается для вычитания.в сумматор 3.

Введение в устройство функциональных узлов, обеспечивающих изменение диффузионного тока, емкости двойного слоя и объемного сопротивления с изменением площади рабочего электрода, а также удельной емкости двойного слоя от поляризующего напряжения позволяет расширить возможность контроля полярографических приборов и повысить его точность.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля полярографических приборов, представляющее собой трехполюсник и содержащее преобразователь напряжение-ток, выход которого соединен со входом буферного усилителя, функциональный преобразователь и дробно-дифференцирующий усилитель, о т л и ч а «о щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения количества измеряемых параметров, в него дополнительно введены три перемножителя, два сумматора, два функциональных преобразователя, функциональный генератор, дифференцирующий усилитель н инвертор, при этом выход буферного усилителя соединен с первым входом первого сумматора, выход которого соединен со входаьи первого и второго функционального преобразователей и с одним из входов первого перемножителя, два других входа которого соединены с выходами второго функционального преобразователя и функционального генератора, при этом выход первого перемножителя соединен через дифференцирующий уси® литель с одним из входов второго сумматора, выход же первого функционального преобразователя соединен с одним из входов второго перемножителя, другой вход соединен с выходом функцио15 нального генератора, а выход второго перемножителя через дробно-дифференцирующий усилитель соединен со входом второго сумматора, выход которого соединен со входом преобразователя

;«О напряжение-ток и одним из входом третьего перемножителя, другой вход которого через третий функциональный преобразователь соединен с выходом функционального генератора, причем вход третьего перемножителя соединен через инвертор со вторым входом первого сумматора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью имитации периодического обновления рабочего электрода, дополнительные входы дифференцирующего и дробно-днфференцирующего усилителей соединены с функциональным генератором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 497бб4, кл. В 28 1/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2610743/18-25, 40 кл. G 01 М 27/48, 1978 (прототип).

813239

Составитель В. Кушнев

Редактор A. Наурсков Техред Е.Гаврилешко . Корректор М. Шароши

Эаказ 758/52 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и откритий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4