Осциллополярограф

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СИИ ВТВЛЬСТЕУ Союз Советских СоциалистическихРеспублик щ 748223(53)М. Кл. с присоедийеиием заявки М 0 01 М 27/48 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 180780(72) Авторы изобретения Ю.В, Добровольский, М.Р, Вяселев и Ю.И. Кузьмин Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н. Туполева 71) Заявитель(54) ОСЦИЛЛОПОЛЯРОГРАФИзобретение относится к измерительной технике и может быть исПоль" эовано для электрохимического анализа электродов.Известны осциллопалярографы, со 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 11 .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 приложенного поляризующегонапряжения, кроме того, компенсация объемного сопротивления осуществляется введением положительной обратной связи.Устройства не позволяют полностью 25 компенсировать объемное сопротивле" ние и емкость двойного слоя, а применяемая компенсация объемного сопротивления делает работу полярографа неустойчивой, ЗО 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 21 .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,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 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.35На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого осциллополярографа; на фиг, 2 - сумматорОсциллополярограф состоит из источника 1 поляризующего напряжения 40 с генераторами постоянного 1-1 и линейно растущего 1-2 напряжения и сумматором 1-3, ячейки (11), измерительного устройства (111) с дифференциальным усилителем (Й 1,-1) и сумматором,(В -2), схемы Формирования сигналов компенсации (1 Ч) с генератором переменного напряжения (1 Ч), активным избирательным фильтром (.1 Ч), фазовыми детекторами активной составляющей (1 Ч) и емкостной составляющей (1 Ч) переменного напряжения ячейки, перемножителем (1 Ч) и преобразователемобратной величины (1 Ч) регистрирующего устрсйства (Н), 55Поляризующее напряжение подается с источника (1) наинвертирующий 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 усилитет 1 я. Таким образом к ячейке (11) оказывается приложенным поляризующее, б 5 напряжение. Одновременно на второй вход сумматора (1 Н -2) подается пере-. менное напряжение от генератора (1 Ч), то напряжение создает постоянный по величине переменный ток через ячейку (11). Для исключения появления переменного напряжения на выходе усилителя (а -1) служит емкость в цепи отрицательной связи. Переменное напряжение с выхода сум- матора (1 П -2) усиливается в активном избирательном фильтре. (1 Ч) и поступает на Фаэовые детекторы активной (1 Ч) и емкостной составляющей (1 Ч).Чтобы пояснить работу фазовых детекторов рассмотрим переменное напряжение на выходе сумматора (Э -2) (Фиг. 2), Импеданс ячейки 2 для звуковых частот можно представить приближенно, как последовательное соединение объемного сопротивления йоб и емкости двойного слоя С д сОС )о)Сд сТогда коэффициент передачи сумматора ( Й -2) для переменного напряжения записываетсяВ об)ы дПервое слагаемое на выходе Фазового детектора активной составляющей(1 Ч) дает сигнал, пропорциональныйвеличине объемного сопротивленияячейки, а так как падение напряженияна В 6ф, = й;, -1,где 31 - ток ячейки,этот сигнал перемножается с выходнымсигналом в перемножителе (1 Ч) и результат суммируется с поляриэующимнапряжением в сумматоре (1-3). Сигнал на выходе детектора емкостнойсоставляющей (1 Н) в соответствиисо вторым слагаемым обратно пропорционален емкости С,1 Поскольку сигнал компенсации должен быть пропорционален емкости Сс(е сигнал подается на преобразователь обратной величины (1 Ч), откуда поступает навход сумматора (1 и -2) в противофазес емкостным током.Входное напряжение, пропорциональное току ячейки, снимается с выходаусилителя (1 н -1) и подается на входрегистрирующего устройства.Введение в осциллополярограф схемы формирования сигналов компенсациии новое схемное выполнение измерительного устройства выгодно отличает предлагаемый осциллополярограф отизвестного, так как сигналы компенсации полностью соответствуют компенсируемым величинам во всем диапазонеполяризующего напряжения, прикладываемого кячейке.В результате повышается точностьанализа, особенно при малых концент148223 Формула изобретения Г 1Г рациях анализируемых веществ и анализе растворов с низкой проводимостью. 51, Осциллополярограф, 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 щ и й с я 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, пере- множитель, 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 входупреобразователя обратной величины.2. Осциллополярограф по п. 1, 30 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что измерительное устройство состоит иэсумматора и дифференциального усилителя, причем выход сумматора соединен с входом фильтра схемы Формирования сигналов компенсации и с неинвертирующим входом дифференциальногоусилителя, ва инвертирующяй вход которого через резистор подключен выход источника поляризующего напряжения, один из входов которого соединен с выходом перемножителя схемыформирования сигналов компенсации,выход дифференциального усилителя,являющийся выходом измерительногоустройства, соединен со входом регистрирующего устройства, через емкость со своим иивертирующим входоми с одним из входов сумматора, второй вход которого соединен с выходомпреобразователя обратной величинысхемы 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 экспертизе1. Цфасман С.Б. Электронные полярографы, Металлургиэдат, М., 1960,с. 146.2. Мирошников и др. фЗаводскаялаборатория", 1967, с. 33, М 3,с. 382,748223 Составитель И, НекрасовТехред М,Кузьма орректор В, Синицка едактор НГорв каз 4351 9. Подписноерстиенного комитета СССРзобретений и открытий-35,.Раушская. наб д. 4/ Тираж 101 ЦНИИПИ Госуда по делам и 13035, Москва, Ж