Способ управления током импульсно-потенциостатической установки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области потенциостатического анализа и электролиза и может быть использовано для широкого класса задач электрохимии и металлургии чистых . Целью изобретения является повышение производительности электролиза за счет оптимизации бестоковых пауз при импульсной работе при автоматизации процесса. Способ реализует адаптивную процедуру изменения режима работы трехэлектродной электрохимической ячейки, подключенной к импульсному потенциостату, регулируется скважность импульсов питающего ячейку тока . Управляющим информативным сигналом является производная напряжения между рабочим электродом и сравнительным электродом. При достижении производной некоторого заранее выбранного значения паузаавтоматически заканчивается и подается следующий рабочий импульс тока, что осуществляется формирователем импульсов тока, управляемым по сигналу с порогового устройства, где сравниваются сигналы от дифференцирующего усилителя и источника .опорного напряжения. 2 ил. (Л со со сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1317351 (д 4 С 01 N 27 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц., Ф (21) 3924949/31-25 (22) 08.07.85 (46) 15.06.87.Бюл, К - 22 (71) Уральский политехнический институт.им, С.M.Кирова (72) С.Л.Гольдштейн и Е.Б,Солонин (53) 543.25 (088.8) (56) Бердников И.А., Гольдштейн М,Л,, Гольдштейн С.Л. и др. Потенциостатический и импульсно-потенциостатический электролиз системы Zn(k)/КС1

NaC1 — К ЕгГ /(A) Zr, деп, ВИ1ИТИ 3571-77 ДСП.

Гольдштейн С.Л,, Захарьяш С,М. и др ° Потенциостатическое и импульс. но-потенциостатическое осаждение ура,,на на жидком висмуте. — Цветная металлургия, 1978, Р 3, с. 119-123. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОМ ИМПУЛЬСНО-ПОТЕНЦИОСТАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области потенциостатического анализа и электролиза и может быть использовано для широкого класса задач электрохимии и металлургии чистых веществ. Целью изобретения является повышение производительности электролиза за счет оптимизации бестоковых пауз при импульсной работе при автоматизации процесса. Способ реализует адаптивную процедуру изменения режима работы трехэлектродной электрохимической ячейки, подключенной к импульсному потенциостату, регулируется скважность импульсов питающего ячейку тока. Управляющим информативным сигналом является производная напряжения между рабочим электродом и сравнительным электродом. При достижении производной некоторого заранее выбранного значения пауза. автоматически заканчивается и подается следующий рабочий импульс тока, что осуществляется формирователем импульсов тока, управляемым по сигналу с порогового устройства, где сравниваются сигналы от дифференцирующего усилителя и источника,опорного напряжения. 2 ил.

1317351

Изобретение относится к средствам и методам потенциостатического анализа и электролиза с использованием пульсирующего тока электролиза, Цель изобретения — повышение производительности электролиза за счет оптимизации длительности бестоковых пауз и автоматизация измерений.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг, 2 временные диаграммы работы различных участков схемы в зависимости от времени (i).

Устройство для осуществления пред- 15 лагаемого способа содержит импульсный потенциостат 1, трехэлектродную электрохимическую ячейку 2, формиро-. ватель 3 импульсов тока электрохимической ячейки, дифференцирующий усилитель 4, пороговый элемент 5, источник 6 опорного стабилизированного напряжения, Вспомогательный электрод

7 ячейки 2 через формирователь 3 импульсов подключен к первому входу потенциостата 1, ко второму и третьему выходам которого подключены соот-. ветственно рабочий электрод 8 ячейки 2 и сравнительный электрод 9 ячейки 2. Параллельно электродам 8 и 9 ко второму и третьему выходам потенциостата 1 подсоединен двухпроводный вход дифференцирующего усилителя 4, выход которого и выход источника 6 подключены соответственно к первому 35 и второму входам порогового элемента 5. Выход порогового элемента соединен с управляощим входом формирователя 3, который выполнен по схеме мультивибратора с внешним управлени- 4О ем.

Способ управления током импульснопотенциостатической установки заключается в том, что через трехэлектродную электрохимическую ячейку пропускают импульсный ток с постоянной частотой и регулируемой скважностью, измеряют стационарный потенциал рабочего электрода относительно электро.да сравнения и по результатам измерений скважности выставляют значение.

Во временном промежутке паузы измеряют динамический потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения определяют скорость спада 55 потенциала и после прохождения экстремума фиксируют момент времени достижения величиной скорости заранее эаданного значения и в этот момент времени осуществляют очередное токовое воздействие °

Способ осуществляют следующим образом.

Через трехэлектродную электрохимическую ячейку 2 пропускают импульсный ток с постоянной частотой и регулируемой скважностью, выбранной в зависимости от величины стационарного потенциала между электродами 8 и 9 (на фиг, 2а изображены токовые (I) импульсы с временем „ „, протекакпщие по цепи электрохимической ячейки), Между электродами 8 и 9 измеряют динамическую величину потенциала (U ), зависимость которой во времени 7 изображена на фиг.2б.

Продифференцированное значение напряжения имеет вид, изображенный на фиг, 2в. Режим порогового элемента 5 и источника 6 выбраны таким образом, что устройство не реагирует на первый отрицательный экстремум

U> имеющий место в начальной стадии рабочего процесса.

По окончании токового импульса

7„, U достигает экстремума и начинает уменьшаться, Как только U > до стиг ает в еличины

Uð„ пауза заканчивается (точка Г на временной оси), Таким образом, пауза имеет минимально возможное значение, за счет чего повышается эффективность использования потенциала в рабочем режиме и повышается производительность электролиза. Процесс осуществляется автоматически за счет дополнительно введенных в устройство блоков 4 — 6, формула изобретения

1 ° Способ управления током импульсно-потенциостатической установки, заключающийся в том, что через трехэлектродную электрохимическую ячейку пропускают импульсный ток с постоянной частотой и регулируемой скважностью, измеряют стационарный потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения и по результатам измерений устанавливают рабочее значение скважности, о т л и— чаю щий с я тем, что, с целью повышения производительности электролиза за счет оптимизации длитель1317351 ности бестоковых пауз, во временном промежутке паузы измеряют динамичес.кий потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения,определяют скорость спада потенциала и после прохождения экстремума фиксируют момент времени достижения величиной скорости заранее заданного значения и в этот момент времени осуществляют очередное токовое воздействие, 2. Устройство для управления током импульсно-потенциостатической установки, содержащее импульсный потенциостат с трехэлектродной электрохимической ячейкой, вспомогательный электрод которой через формирователь импульсов подключен к первому выходу потенциостата, ко второму и третьему выходу подключены соответственно рабочий электрод и электрод сравнения, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерений, в устройство введены дифференцирующий усилитель, источник опорного напряжения и пороговый элемент, а формирователь импульсов тока выполнен по схеме мультивибратора с внешним управлением, управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента, входы которого соединены соответственно с выходами источника опорного напряжения и дифференцирующего усилителя, двухпроводный вход которого подсоединен к рабочему электроду и электроду сравнения.

1317351

Составитель Ю, Коршунов

Техред А.Кравчук

Редактор А.Ревин

Корректор Г.Решетник

Подписное

Заказ 2416/39 Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4