Полярограф

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1 И 27 48 НИЯ ЕТЕПЬСТ ВТОР СКОМУ титут И.А.Чу Н.Б.А СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ САНИЕ ИЗОБ(7 1) Казанский авиационный инс им. А.Н.Туполева(57) Изобретение относится к электро- химическому приборостроениюи может быть использовано в полярографической аппаратуре. Цель - повышения точности и чувствительности анализа - достигается введением в стандартный полярограф сумматора, дифференцирующего ус ройства и функционального преобразователя. Первые два блока осуществляю динамическую компенсацию влияния емкости двойного слоя ячейки и объемного сопротивления в отличие от статического варианта стандартного поля рографа, Функциональный преобразователь представляет собой специализированное устройство обработки и преобразования информации, которое при условии компенсации перечисленных деистабилизирующих факторов осуществля ет компенсацию активного сопротивления переноса заряда. Таким образом, эа счет устранения источника методической погрешности достигается поста ленная цель. 1 э.п, ф-лы, 2 ил.50589113Изобретение относится к электрохимическому приборостроению и предназначено для применения в полярографической аппаратуре,Целью изобретения является повышение чувствительности и точности анализа.На фиг.1 приведена блок-схема полярографа, на фиг.2 - блок-схемафункционального преобразонателя, введенного в полярограф.Устройство содержит блок 1 источников поляризующего напряжения, электрохимическую ячейку 2, измерительноеустройСтво 3, блок 4 компенсации,функциональный преобразователь 5, квыходу которого подсоединен регистратор 6, сумматор 7 и,цифференцирующееустройство 8, Блок 1 источников поляризующего напряжения 1 включает источник 9 постоянного напряжения, источник 10 линейно изменяющегося напряжения, источник 11 синусоицальногонапряжения и сумматор 12, ко входамкоторого подключены выходы источников9-11, а выход через измерительное уст.устройство 3 соецинен с электрохимической ячейкой 2, Блок 4 компенсациисодержит блок 13 умножения блок 14деления, первый и второй фазоные детекторы 15 и 16, полосовой Фильтр 17и высокочастотный генератор 18 гармонических колебаний, выход которогосоединен со вторым входом измеритель,ного устройства .3, второй выход которого через полосовой фильтр 17 соединен со входами фазовых детекторов 15и 16, выходы которых подключены соответственно ко входу блока 13 умножения и ко входу знаменателя блока 14деления, выход которого соединен стретьим входом измерительного устройства 3, третий выход которого соединен со вторым входом блока 13 умножения, выход которого поцсоецинен кдополнительному входу сумматора 12,, Выходы источников 11 и 10 соединенысо входами сумматора 7, выход которого через дифференцирующее устройство8 соединен со входом числителя блока14 деления. Входы функциональногопреобразователя 5 подключены соответственно к выходу источника 11, дополнительному квадратурному выходу источника 11 и третьему выходу измерительного устройства 3.Функциональный преобразователь,,блок-схема которого приведена на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Фиг.2, содержит второй полосовойфильтр 19, третий и четвертый Фазовыедетекторы 20 и 21, первый и второйкнадраторы 22 и 23, третий и четвертый сумматоры 24 и 25, источник 26опорного постоянного напряжения, ключ27 и второй блок 28 деления, выходкоторого является выходом функционального преобразователя 5, клеммапервого входа которого соединена совходом полосового фильтра 19, выходкоторого подключен к сигнальным входам третьего 22 и четвертого 23 фазовых детекторов, опорные входы которыхявляются соответственно вторым и третьим входами Функционального преобразователя 5, а выходы кнадраторов22 и 23 подсоединены к третьему сумматору 24, выход которого соединенсо входом числителя второго блока 25деления, вхоц знаменателя которогоподключен к выходу четвертого сумматора 25. Входы сумматора 25 соединенысоответственно с выходом ключа 27 ис выходом третьего Фазового детектора 20. Одновременно выход фазовогодетектора 20 подключен к управляющему входу ключа 27, сигнальный входкоторого подсоединен к выходу источ,ника 26 опорного напряжения.Полярограф работает следующим образом.Поляризующее напряжение, представляющее сумму линейно изменяющегося,низкочастотного синусоидального и начального напряжений, с блока 1 источников через измерительное устройство3 приложено к электрохимической ячейке 2, Выходной сигнал измерительногоустройства 3 содержит постояннотоковую и переменнотоконую составляющие.В переменнотоконом режиме анализа используется последняя. Для устранениявлияния емкости Сдвойного слоя иобъемного сопротивления служит блок 4компенсации,Он выдает напряжение компенсацииПк влияния емкости С,П, = 1 с С (Шо /с 1 Г, (1)где Е -- коэффициент пропорциональности,ЙП /Йй - производная поляризуюпол.щего напряжения.В данном устройстве для полученияпроизводной использованы сумматор 7и дифференцирующее устройство 8, свыхода которого сигнал подается начход числителя блока деления 14, Нап з 135 ряжение компенсации И влияния объеземного сопротивления будет следующим:ц = К, т , (2)где К - объемное сопротивление;1 - ток электрохимической ячей 3ки 2,Произведя полную компенсацию влияния емкости двойного слоя С и объем 1ного сопротивления К , осуществляюткомпенсацию влияния сопротивления переноса зарядов,Напряжение У, поступающее на первый вход функционального преобразователя, будет следующим;И/Й3(К +/й)2 + (Ы Ю) где Б и сд - напряжение и частотаисточника 11 синусоидального напряжения;К - сопротивление измерительного устройства 3,Кр - активное сопротивлениепереноса зарядов электрохимической ячейки 2;И - постоянная Варбурга.Фазовые детекторы 21 и 22 реализуют разделение действительной и мнимой частей выражения (3) . Дальнейшее преобразование сигнала блоками функционального преобразователя осуществляется таким образом, что выходной сигнал Уне содержит компоненты напряжения, связанной с активным сопротивлением переноса зарядов:ЭЯвых 1 пгФормула изобретения1, Полярограф, содержащий блок источников поляриэующего напряжения, включающий источники постоянного линейно меняющегося и синусоидального напряжений, выходы которых через последовательно соединенные сумматор и измерительное устройство подключены к электрохимической ячейке, блок компенсации и регистратор, причем блок компенсации содержит блок умножения, блок деления, первый и второй фазовые детекторы, полосовой фильтр и высокочастотный генератор, выход которого соединен с вторым входом измерительного устройства, второй выход которо 05894 го напряжений подключены к соответ 5ствующим входам второго сумматора,выход которого через дифференцирующееустройство соединен с входом числителя блока деления,2. Полярограф по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, функциональныйпреобразователь содержит второй полосовой фильтр, третий и четвертый фа.- зовые детекторы, первый и второй5 квацраторы, третий и четвертый сумматоры, источник опорного постоянногонапряжения, ключ и второй блок деления, выход которого является выходомфункционального преобразователя,клемма первого входа которого соединена с входом второго полосовогофильтра, выход которого подключен ксигнальным входам третьего и четвертого фазовых детекторов, опорные вхо 45 ды которых являются соответственновторым и третьим входами функционального преобразователя, а выходы черезквадраторы подсоединены к третьемусумматору, выход которого соединен с5 О входом числителя второго блока деления, вход знаменателя которого подключен к выходу четвертого сумматора,входы которого подсоединены соответственно к выходу ключа и к выходу третьего фазового детектора, одновременно соединенномус управляющим входом ключа,сигнальныйвход которогоподключен к источнику опорного напряжения. 5 1 О 15 20 го через полосовой фильтр соединен свходами фазовых детекторов, выходыкоторых подключены соответственно квходу блока умножения и входу знаменателя блока деления, выход которогосоединен с третьим входом измерительного устройства, третий выход которого соединен с вторым входом блокаумножения, выход которого подключенк дополнительному входу сумматора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности иточности анализа, в него введены второй сумматор, дифференцирующее устройство и функциональный преобразователь, выход которого соединен с регистратором, а входы подключены соответственно к выходу источника синусоидального напряжения, дополнительному квадратурному выходу этого же источника и третьему выходу измерительного устройства, выходы источниковлинейно меняющегося и синусоидальноставитель Ю,Коршунохред А. Кравчук Коррект Редактор Н.Егоров уска Подписное раж 776рственного комитета обретений и открыти Ж, Раушская наб,Т Зака СР ВНИИПИ Госуда по делам и 035, Москва, д. 4/ Производственно-полиграФичеСкое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная