Устройство для электрохимических исследований

(22)Заявлено 06,03,78(21) 2588027/1825 (51)М. КЛ3 б 01 М 27/26 с присоединением заявкиЬсударствсниый квинтет ссса(23) Приоритет но делам нвобрвтеннй н втнрцтнй(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и койструкторский институт научного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ1Изобретение относится к физико-химическому анализу состава и свойств веществ и может быть использовано в алектрохимии для исследований электрохимических автоколебательных систем.Известны регуляторы электрического 5 режима (устройства для алектрохимических исследований), сопержашие регулирующий усилитель (потенциостат), алектрохимическую ячейку с основным (исследуе мым) электродом, снабженным дополни-,10 тельным выводом, у которых дополнитель ный вывод исследуемого электрода подсоединен к массе регулируюшего усилителя, а выход усилителя изолирован отмассы 1 3 .т 5Данные регуляторы имеют ограниченные возможности по быстродействию, так как для реализации гальванического ра:-ь. деления входных и выходных цепей необ ходимы дополнительные устройства, например разделительные трансформаторы и фазочувствительные детекторы со сглаживающими фильтрами. 2Наиболее близким к предлагаемому яв,ляется регулятор электрического режима (устройство для электрохимических исследований), содержащий алектрохимическую ячейку с основным (исследуемым) и вспомогательным электродами и электродом сравнения, регулируюший усилитель (потенциостат) и дифференциальный усилитель с коэффициентом передачи, равным 1, и симметричными входами, к одному из которых подключен вывод от электрода сравнения, а к другому - дополнительный вывод от основного (исследуемого) алекгрода, и симметричным выходом, соединенньтм с регулирующим усилителем Г 2 3Однако известный регулятор не может быть применен для изучения резонансных свойств алектрохимических автоколебательных систем, так как он не обеспечивает плавного перехода иэ погенциостатического режима в гальваностатический и обрат но, т. е, не обеспечивает заданного положения нагрузочной линии относительно динамической поляриэапионной кривой.3 97802Цель изобретения - обеспечение плав:ного перехода электрического режима изпотенциостатического в гальваноствтический и обратно, в частности, при измерении резонансной частоты электрохимического процесса.Указанная цель достигается тем, чторегулятор электрического режима дляэлектрохимических исследований снабжендополнительной цепочкой, состоящей из 1 Опостоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора, причем постоянный резистор включен междуосновным электродом и общей точкой схемы, вход повторителя напряжения соединен с основным электродом, переменныйрезистор подключен между выходом повторителя напряжения и выходом дифференциального усилителя, в движок переменного резистора соединен с входом ре- щгулирующего усилителя.Нв чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство состоит из электрохимической ячейки 1, содержащей основной(исследуемый) электрод 2, вспомогатель-ный электрод 3 и электрод 4 сравнения,регулирующего усилителя (потенциоста та)5, дифференциального усилителя 6 с коэффициентом передачи, равным 1, постоянно- зого резистора 7, включенного между основным электродом 2 и обшей точкойсхемы, повторителя 8 напряжения, вход9 которого соединен с основным электродом 2, переменного резистора 10, подключенного между выходом 11 дифференциального усилителя 6 и выходом 12 повторителя 8 напряжения.Движок 13 переменного резистора 10соединен с входом 14 регулирующего усилителя 5, к второму входу которого подключен источник 15 опорного напряжения.Регулятор электрического режима работает следующим образом,Наличие отрицательной обратной .связи4через регулирующий усилитель 5 и вспомогательный электрод 3 при достаточнобольшом коэффициенте передачи регулирующего усилителя 5 обуславливает выполнение равенстваО=Е, (1) 50 где Р - сопротивление постоянного рез."тора 7;8 - потенциал основного алек ро.;:.в 2,"О и о- коэффициенты, зависящие от по-.ложения движка 13 перемеццогсрезистора 10, причем о : Ь = .,Если Ь О, реализуется потец;.иоствтический режим (регулирование по потенциалу), если а = О, реализуется гальваностатический режим (регулироввние по току). При перемещении движка 13 переменного 1 резистора 10 из одного крайнего . положения в другое обеспечивается плавный переход из потенциостатического реисима и гвльваностатический и обратно.Из ( 1) и (2) следуетАУ+ЬЗР=Е.(3) В координатах ток - потенциал (плоскость Э , т ) наклон йо цагрузочцой линии определяется отношением потенциала Чо при Э = 0 к току Зо при У = 0(7) гце 0 - напряжение, действующее нввходе 14 регулирующего усилителя Й;Е - задаваемое опорное напряжение.Так как нв выходе 12 повторителя 8 напряжения действует напряжение, пропорпиональцое току 1, протекающему через 7 4основной электрод 2, .в цв выходе 11дифференциального усилителя б псй- твуетнапряжение, равное потевииапу о цоцц гоэлектрода 2 относительно электрода 4сравнения, то напряжение О равно Из формулы (3) следует, что величины 9 о и Зо соответственно равны: Из формулы (7) следует, что перемещением движка 13 переменного рееисторв 10 зв счет плавного изменения коэффициентов а и Ь происходит плавное изменение наклона Р нагрузочной линии.Введение в регулятор электрического режима дополнительной цепочки, состоящей из постоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора, позволяет получить положительный эффект по сравнению с известными, а именно обеспечить плавный переход из потецциостатического режима в гальваностатический и обратно, что расширяет технические возможности регулятопов электрического5 9780режима, в частности позволяет проводитьисследования резонансных свойств электрохимических автоколебательных процессов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 289464, кл, Н 01 М 46/06, 1969,2, Авторское свидетельство СССР М 208324, кл, 6 0127/26, 1966(прототип), формула изобретения Устройство для электрохимических исследований, содержащее электрохимическую ячейку, включающую в себя основной (ис- О следуемый) электрод, вспомогательный электрод и электрод сравнения, регулируюший усилитель и дифференциальный усилитель с коэффициентом передачи, равным 1, и симметричными входами, к од ному из которых подключен вывод от электрода сравнения, а к другому - дополнительный вывод от основного электрода, о тл и ч а ю ш е е с я тем, что, с цепью ,обеспечения плавного перехода электри-26 ческого режима из потенциоствтического 27 6в гальааностатический и обратно, оноснабжено дополнительной цепочкой, состоящей из постоянного резистора, повторителя напряжения и переменного резистора,причем постоянный резистор включен между основным электродом и обшей точкойсхемы, вход повторителя напряжения соединен с основным электродом, переменный резистор подключен между выходомповторителя напряжения и выходом дифференциального усилителя, а движок переменного резистора соединен с одним извходов регулируюшего усилителя.