Устройство для исследования электрохимических процессов

,ких провано вной пра я - р ас.лнастей ши к техникектрохимичес"ь использо ениз ной практике. Целью изобретениярение функциональных 8, ю я ет ся аапиможностей путных сигналовных электроена структуря исследования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов иособо чистых химических веществ(56) Каданер Л,И Бойко А.В. К вопросу применения метода кривых заряженияпри исследовании электродных процессов, прстекающих при прохождении переменного тока. -Электрохимия, 1971,т, 17, вып. 10, с. 1483. ТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВА ХИМИЧЕС 1 ЯХ ПРОЦЕССОВ обретение относится к вания кинетики электро цессов и может быть и лабораторной и праизво ктике, Цель изобретени е функциональных возмож Изобретение относится исследования кинетики эл ких процессов и может бь вано в л аб ор атор ной и пр тем формирования стандар для исследования переход химических процессов. На чертеже представл ная схема устройства дл электрохимических процессов.устройства путем формирования стан-, дартных сигнапов для исследования переходных электрохимических процессов. Устройство содержит электрохимическую ячейку с тремя электродами, генератор, генер атор напряжений, компаратор, частотомер, два реверсивных счетчика, два блока управления реверсом, формирователь коротких импульсов, управляемый делитель частоты, резистивную матрицу, цифроаналс говый преобразователь, предусилитель, блок Сравнениириггер, задатчик температуры, датчик температуры, усилитель мощности, коммутатор, три кпюча, Устройство позволяет исследовать переходные процессы в электрохимической ячейке при 8 изменении температуры, поддерживая определенный уровень подаваемого на нее сигнала, а также автоматически из-менять частоту развертки осциллографа при различных типах сигналов, пода-ф ваемых на злектрохиьическую ячейку,ил. Оз Устройство содержит генератор 1 напряжений, резистивную матрицу 2, компаратор 3, частотомер 4, первый блок 5 управления реверсам, формир ватель 6 коротких импульсов, управл емый делитель 7 частоты, генератор : первый реверсивный счетчик 9, цифр налоговый преобразователь (ЦАП) 10 осциллограф 11, регистратор 12, эл трод 13 сравнения, вспомогательный электрод 14, балластный резистор усилитель 16 мощности, исследуеиий электрод 17, электрохимическую ячейку 18, датчик 19 температуры, прецуилитель 20блок 21 сравнения, зацатк 22 температуры, статический триггер 23третий ключ 24, первый ключ525, второй реверсивный счетчик 26,второй ключ 27.и второй блок 28 управления реверсом, коммутатор 29, первый30 и второй 31 дифференциальные усилители, первый 32 и второй 33 эмиттерные 0Повторители, первый 34 и второй 35мощные транзисторы, резистивный делиель 36 напряжения.Устройство для исследования электрохимических процессов работает сле дующим образом,Прецварительно при наладке устройства регулирования смещений нулевыхуровней первого 30 и второ.го 31 дифференциальных усилителей задают натапьный ток первого 34 и второго 35мощных транзисторов,В зависимости от постановки экспериментальной задачи с помощью генераФОРа 1 напряжений задают один из Режи мов питания электрохимической ячейки18, При этом сигнал с выхода генерато -1 а 1 напряжения подается на вход усилителя . 16 мощности через резистивнуюматрицу 2 и непосредственно на входкомпаратора 3, частота следования имйульсов на выходе которого определяется с помощью частотомера 4, предНазначенного для автоматического задания коэффициента деления первогопрограммируемого целителя 7 частоты35величина которого при этом пропорциональна частоте сигнала на выходе генератора 1 напряжений,В течение первого полупериода сиг 40нала на выхоце генератора 1 напряже".ний на выходе компаратора 3 формируетСя урОВень логической единицы, Приэтом на выходе блока 5 управления реВерсом формируется код, при котоРом 45Реверсивный счетчик 9 работает в режиме суммирования импульсов, поступающих на его счетный вход.В течение .второго полупериода сигнала на выходе компаратора 3 формиру 50ется уровень логического нуля, Приэтом на выходе блока 5,управления реверсом формируется код, при которомреверсивньгй счетчик 9 работает в режиме вычитания импульсов.формирователь 6 коротких импульсов 55служит дпя Формирования импульсов вначале каждого периода, с его помошьюосуществляется обнуление реверсивного счетчика 9 и тем самм достигаетсясинхронизация работы осциллографа 11с работой генератора 1.Горизонтальная развертка лучей осциллографа 11 осуществляется следующим образом.В зависимости от частоты сигналана выходе генер атор а 1 напряжений наинформационном выходе частотомера 4формируется соответствующий цифровойкод, с помощью которого задается коэффициент,целения управляемого делителя 7 частоты. При этом частота сле -дования импульсов на его выходе будетстрого пропорциональна частоте сигнала на выходе генератора 1 напряжений,в результате чего поле развертки лучей осциллографа 11, задаваемое аналоговым линейно изменяющимся сигналомна выходе ЦАП 10, будет все гда постоянным, что упрощает обработку информации и визуальный контроль эа работой устройства.При работе устройства для исследования электрохимических процессов врежиме постоянной температуры в электрохимической ячейке .18 первый ключ25 находится в разомкнутом состоянии,а второй ключ 27 - в замкнутом, Приэтом на выходе блока 21 сравнения взависимости от величины потенциаловна выходах предусилителя 20 и з адатчика 22 температуры ФЬрмируется уровень логической единицы или уровеньлогического нуля, На выходе второгоблока 28 управления реверсом формируется соответствующий код.Если температура в электрохимической ячейке 18 ниже заданной, то на выходе блока 21 сравнения формируетсяуровень логической единицы, а на выходе второго блока 28 управления реверсом, соответственно, - код, при котором второй реверсивный счетчик 26 работает в режиме суммирования импульсов, поступающих на его счетный входс второ го выхода ге нер атор а 8,С возрастанием цифрового кода наинформаЦионном выходе второго реверсивного счетчика 26 пропорциональновозрастает коэффициент передачи резис-тивной матрицы 2, управляемой с помощью коммутатора 29, в результате чего увеличивается амплитуда сигнала навходе и выходе усилителя 16 мощности,что приводит, соответственно, к возрастанию рассеиваемой мощности в электрохимической ячейке 18.6 9187 О 5 20 25 30 35 40 45 5 158Если же температура в электрохимической ячейке 18 превышает заданную,то на выходе второго блока 21 сравнения формируется уровень логическогонуля.При этом на выходе второго блока28 управления реверсом формируетсякод, при котором второй реверсивныйсчетчик 26 работает в режиме вычитания импульсов, поступающих на егосчетный вход, в результате чего цифрровой код на его информационном выходе уменьшается, что приводит к соответствующему снижению коэффициента передачи резистивной матрицы 2, Амплитуда сигнала на входе и выходе усилителя 16 мощности уменьшается, что приводит к снижению рассеиваемой в электрохиьяческой ячейке 18 мощности.При разомкнутом втором ключе 27 изамкнутом первом ключе 25 предлагае.мое устройство работает в режиме фиксированного напряжения на выходе усилителя 16 мощности или при соответствующем выборе балластного резистора15 - . в режиме Фиксированного тока,протекающего через электрохимическуюячейку.В указанном режиме на выходе триггера 23 с помощью третьего ключа 24устанавливают уровень логической единицы, При этом на информационных выходах второго реверсивного счетчика26 формируются уровни логических единиц, в результате чего резистивнаяматрица 2 имеет максимальный коэффициент передачи. Амплитуда сигнала на,выходе усилителя 16 мощности определяется амплитудой сигнала на выходегенер атор анапряжений,В предлагаемом устройстве на входы осциллографа 11 поступают одновременно сигналы с дополнительного электрода 14 и электрода 3 сравнения,что позволяет установить корреляциюмежду сигналами на выходе электрода,сравнения и токами, протекающими через цепь, образованную бапластнцм резистором 5, вспомогательным электродом 14 и исследуемым электродом 17.В описанном режиме с помощью задатчика 22 температуры может быть задана предельно допустимая температу"ра в электрохимической ячейке 18, при. превьппении которой на выходах блока .21:сравнения формируются уровни логических нулей. При этом второй реверсивный счетчик 26 начинает работатьв режиме вычитания импульсов, вследствие чего уменьшается коэффициентпередачи резистивной матрицы 2, чтоприводит к снижению рассеиваемой вэлектрохимической ячейке 18 мощности,Формула изобретенияУстройство дпя исследования электрохимических процессов, содержащее электрохимическую, ячейку с вспомогательным электродом, исследуемам электродом и электродом сравнения, балластный резистор, осциллограф и генератор напряжений, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем Формирования стандартных сигналов для ис-, следования переходных электрохимических процессов, в него введены дополнительно компаратор, частотомерцва реверсивных счетчика, два блока управления реверсом, форьирователь коротких импульсов, генератор, управляеияй делитель частоты, резистивная матрица, цифроаналоговый преобразователь, пред- усилитель, блок сравнения, триггер, задатчик температуры, датчик температуры, усилитель мощности, коммутатор, три ключа, регистратор, к выходу генератора напряжений подключены первый вход р.езистивной матрицы и вход компаратора, выход которого соединен с входами первого блока управления реверсом, Формирователя коротких импульсов, частотомера, информационные выходы которого соединены с входами управления управляемого делителя частоты,вход которого подключен к первому.выходу ге нер атор а, а выход упр авпяемого делителя частоты соединен с счетным входом первого реверсивного счетчика, первый и второй входы управления реверсом и вход установки нуля которого соединены с первым и вторым Выходами первого блока управления реверсом и выходом формирователя коротких импульсов соответственно, информационные выходы первого реверсивного счетчика соецинены с входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом осциллографа, информационные выходыкоторого соедине- " йы с входами регистратора, второй и третий входы осциллографа соединены соответственно с электродом сравнения и вспомогательным электродом, подключенным через балластный резистор к выходу усилителя мощности, вход которого соединен с выхо-,11 891 Я останитель Л,Талонинехрец К,Дидык орр ектор Т, Мале Рецактор Л, Веселово ираж 513 жено Заказ ВНИИПИ ткрытиям пр д. 4(5 осударственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб бинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 льский оизволственно-изд цом резистивной матрицы, вторые входы которой подключены через коммутатор к ин 4 с)рмационным выходам второго реверсивного счетчика, счетный вход которого5 соединен с вторым выходом генератора, вход второго реверсивного счетчика через первый ключ соединен с выходом триггера, первый вход которого через третий ключ подсоединен к общей шине, 1 О а входы управления реверсом второго реверсивного счетчика соединены с выходами второго блока управления, ревер-. сом, вход которого через второй ключсоединен с вторым нхоцом триггера ис выхацом блока сравнения, первыйвход которого подключен к выходу задатчика температуры, а второй вход -к выходу предусилителя, вход которо го подключен к датчику температуры,помещенному н электрохимическую ячейку, исследуемый электрод которой заземпен, а вспомогательный электрод через балластный резистор подключенк выходу усилителя мощности,