Устройство для измерения концентрации электролитов

В .Г.Воронов, М.В,Гунбин, Т.Г.Мащенко, И,Н.Богатырев . и Г.Г,Белоус Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Изобретение относится к устройст- вам измерения концентрации электролитов при электрохимическом анализе и может найти применение при.измере- нии концентрации электролитов в гальванических ваннах при нанесении гальванических покрытий.Извества устройства для измерения концентрации электролитов, содержащее электролизер с твердым индикаторт 0 вам электродом, устройство очистки поверхности электрода, полярографическую ячейку и анодный нолярограф 11,Недостатками устройств являются низкая точность и отсутствие возмож 35 ности проведения достаточно быстрого оперативного контроля концентрации анализируемого раствора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения концентрации электролитов, содержащее две полярографические ячейки с электродами сравнения, первая из которых со 2держит также два компенпирчощих электрода, а вторая - два рабочих электрода, причем первый компенсирующий электрод первой полярограыческой ячейки через первый усилитель подключен к первому входу второго усилителя, второй компенсирующий электрод упомянутой ячейки через третий усилитель подсоединен к первому входу четвертого усилителя, вторы входы второго и четвертого усилите лей связаны соответственно с первым и вторым рабочими электродамн второй полярографической ячейки, а выходы второго и четвертого усилителей через сумматор соединены с первым входом измерительного прибора 2 1.Недостатки данного устройства состоят в низкой точности измерения кон" центрации электролитов из-за отсутствия средств для восстановления рабочей поверхности стационарных твер.- дых электродов, погрешностей, опрег ,деляемюх материалами электродов исоединен с одним из входов элементаИ 2 и входом делителя 3 частоты. Выход последнего соединен с одним извходов триггера 4 и со счетным входомтриггера 5, Зацатчик 6 коэффициентадиффузии соединен с одним из входовуправляемого делителя 7 частоты, выход которого соединен с одним из входов счетчика 8. Выходы последнегоподключены к соответствующим входампреобразователя 9 код-напряжение ивходам дешифраторов 10 и 11. Выходыуказанных дешифраторов соединеныс одними из входов элементов И 12 и13, выходы которых через элементИЛИ 14 соединены с одними из входовизмерительного прибора 15 и входомтриггера 4, Выход преобразователя9 код-напряжение через фильтр 1 бнизких частот соединен с электродами 17 и 18 сравнения полярографических ячеек 19 и 20. В ячейке 19 находится раствор Фона, а в ячейке 20 исследуемый раствор.Ячейка 19 содержит компенсирующиеэлектроды 21 и 22 а ячейка 20 - рабочие электроды 23 и 24.Электроды 17 и 18 сравнения выполнены в виде графитовых стержней,а рабочие электроды 23 и 24 и компенсирующие электроды 21 и 22 - в видетвердых платиновых микродисковыхэлектродовКомпенсирующие электроды 21 и 22соединены с усилителями 25 и 26, арабочие электроды 23 и 24 - с усилителями 27 и 28. Вторые входы усилителей 27 и 28 соединены с выходами усилителей 25 и 26 соответственно, авыходы усилителей 27 и 28 - со входами сумматора 29, выход которогоподсоединен к измерительному прибо,.ру 15.Устройство работает следующим образом,В ячейке 20 находится исследуемыйраствор электролита, а в ячейке 19 -Фоновый раствор. Цикл измерений задается частотой генератора 1 тактовыхимпульсов и делителем 3 частоты. Выходной сигнал делителя 3 частотыустанавливает триггер 4 в единичноесостояние и тем самым на вход:.счетчика 8 через элемент И 2 и управляемыйделитель 7 частоты поступают счетные импульсы от генератора 1, частота следований которых зависит от состояния задатчика б коэффициента диффузии. 386852свойствами электролитов, и ограниченных функциональных воэможностях,проявляющихся в возможности контролятолько одной составляющей,Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации электролитов и расширение функциональныхвозможностей устройства.Поставленная цель достигается тем,что устройство дополнительно снабже- Оно генератором тактовых импульсов,делителем частоты, двумя триггерами,счетчиком, задатчиком коэффициентадиффузии, управляеиым делителем час-тоты, преобразователем код-напряжение, двумя дешифраторами, тремя элементами И, элементом ИЛИ и Фильтромнизких частот, при этом выход генератора тактовых импульсов соединенс первым входом первого элемента Ии через делитель частоты - со счетным входом первого триггера и с первым входом второго триггера, второйвход второго триггера соединен с первым входом счетчика и четвертым вхо 23дом .измерительного прибора, выходвторого триггера соединен со вторым.входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом уп.равляемого делителя частоты, второйвход которого соединен с выходомзадатчика коэффициента диффузии,выход управляемого делителя частотысоединен со втррым входом счетчика,первый и второй выходы которого соедииены с первым и вторым входами пре- Мобразователя код-напряжение, при этомпервый выход счетчика связан с первыми входами дешифраторов, а второйвыход упомянутого счетчика подключенко вторым входам указанных дешифраторов, выходы дешифраторов соединеныс первыми входами второго и третвегоэлементов И, вторые входы которыхсоединены соответственно с первымии вторыми выходами первого триггера 45и вторым и третьим входами измерительного прибора, выходы второго и третьего элементов И через элемент ИЛИсоединены с четвертым входом измерительного прибора, а выход преобразо- ювателя код-напряжение через фильтрнизких частот соединен с электродамисравнения полярографических ячеек.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройст" ува.Устройство содержит генератор 1тактовых импульсов, выход, которого8 б 8529 б Выходное линейно изменяющееся нап"ряжение с выхода преобразователя 9код-напряжение, пропорциональное количеству импульсов, поступивших на .вход счетчика 8, через фильтр 16низких частот поступает на электроды17 и 18 сравнения ячеек 9 и 20,Амплитуда напряжения поляризациикомпонентов исследуемого раствораопределяется состоянием дешифраторов 010 и 11, выходные сигналы которых коммутируются триггером 5, При достижении заданного значения напряженияполяризации на рабочих электродах 23и 24 ячейки 20 появляется бросковый 15ток, амплитуда которого пропорциональна концентрации исследуемогоэлектролита.В сумматоре 29 происходит вычитание тока, определяемого фоновым раствором в ячейке 19, и выходное напряжение сумматора 29 падается на измерительный прибор 15.Запуск прибора 15 осуществляетсяв момент срабатывания дешифраторов10 или 11 через элементы И 12 или 13и через элемент ИЛИ 14. Одновременнотриггер 4 и счетчик 8 устанавливаются в нулевое состояние,Элемент И 2 закрывается до приходаочередного импульса с выхода генератора 1 тактовых импульсов,В это время происходит деполяризация электродов ячеек. Соотношение времени деполяризации к поляризации при 35нято 1:30. В зависимости от состояниятриггера 5 прибор 15 регистрируетпоочередно компоненты исследуемогоэлектролита.Предлагаемое устройство позволяет. повысить точность измерения концентрации электролитов за счет определенного режима электрохимической очисткиэлектродов и применения цифровой системы Формирования линейно изменяющегося напряжения поляризации. Кроме тото, устройство позволяет измерять всекомпоненты исследуемого раствора, в.том числе и кислотность электролита,в процессе нанесения гальванопокрытий,что значительно расширяет функциональные возможности устройства Формула изобретения 1 ми измерительного прибора, выходы Устройство для.измерения концентрации электролитов, содержащее две по-, лярографические ячейки с электродами . сравнения, первая из которых содержит также два компенсирующих электрода, а вторая - два рабочих электрода, причем первый компенсирующййэлектрод первой полярографическойячейки через первый усилитель подключен к первому входу второго усилителя, второй компенсирующий электродупомянутой ячейки через третий усилитель подсоединен к первому входу четвертого усилителя, вторые входы второго и четвертого усилителей связавшисоответственно с .первым и вторым рабочими электродами второй полярограФической ячейки, а выходы второго ачетвертого усилителей через сумматорсоединены с первым входом измерительного прибора, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышенияточности измерения концентрацииэлектролитов и расширений функциональ -ных возможностей устройства, оно дополнительно снабжено генераторомтактовых импульсов, делителем частоты, двумя триггерами, счетчиком,задатчиком коэффициента диффузии,управляемым делителем частоты, преобразователем код-напряжение, двумядешифраторами, тремя элементами И,элементом ИЛИ и фильтром низкихчастот, при этом выход генераторатактовых импульсов соединен с первымвходом первого элемента И и черезделитель частоты - со счетным входомпервого триггера и с первым входомвторого триггера, второй вход второго триггера соединен с первым входомсчетчика и четвертым входом измерительного прибора, выход второготриггера соединен со вторым входомпервого элемента М, выход которогосоединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента диффузии, выход управляемого делителя частоты соединенсо вторым входом счетчика, первый. и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами преобразователя код-напряжение, при этом первый выход счетчика связан с первыми входами дешифраторов, а второйвыход упомянутого счетчика подключен ко вторым входам указанных дешифраторов, выходы дешифраторовсоединены с первыми входами второгои третьего элементов И, вторые входыкоторых соединены соответственнос первыми и вторыми выходами первоготриггера и вторым и третьим входа868529 Составитель А. Афедактор Т. Мермелштайн Техред А, Ач орректор Н, Сте Тираж 910 ного комитета СС тений и открытий -35, Раушская на Подписное д. 4 ент , г, Ужгород, ул. Проектная лиал ППП второго и третьего элементов И черезэлемент ИЛИ соединены с четвертымвходом измерительного прибора, а выход преобразователя код-напряжениечерез фильтр низких частот соединенс электродами сравнения полярографических ячеек,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе Заказ 8311760 ВНИИПИ Государств по делам изоб 11303, Москва, 81. Турьян Л,И, Полярографический электролизер с твердым индикаторным электродом для непрерывного автома.тического контроля. "Заводская лаборатория", 1962, М 1, с,98-10 1,2. Авторсное свидетельство СССР У 448379, кл, С 01 Й 27/48 1 прототил) .