Устройство для электрохимических исследований

<»> 424062

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со©3 Сбйискил

Социал истнческих

Реслублнн (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 14.07.72 (21) 1814232/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 08.10.74 (51) М, Кл. G Oln 27/48

Гасударственный комитет

Саввта Министров СССР ва делам изааретений и открытий (53) УДК 543.257.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. А. Иванов, А. Г. Стромберг и А. А. Каплин

Томский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ

ИССЛ ЕДОВАН И Й

Предлагаемое устройство может быть использовано в приборах для анализа особо чистых веществ, а также электрохимических исследований, например, в полярографах постоянного и переменного тока, принцип работы которых основан на снятии вольтамперных характеристик электрохимической ячейки, содержащей рабочий электрод, электрод сравнения и в некоторых случаях вспомогательный электрод.

Известны устройства электрохимических исследований, содержащие интегрирующую цепь с конденсатором и резистором, компенсатор суммарного сопротивления в цепи исследуемого электрода, к выходу которого подключены последовательно измерительное сопротивление и ячейка, и повторитель напряжения, подключенный к вспомогательному электроду ячейки.

Упрощение конструкции и повышение надежности и экономичности устройства обеспечивается за счет того, что интегрирующий конденсатор включен между выходом повторителя и входом компенсатора, к которому подключен интегрирующий резистор.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства, содержащего усилитель-потенциостат

1, несимметричный вход которого подключен к общему контакту двухпозиционного переключателя 2 с нейтральным положением и через конденсатор 3 — к выходу следящего усилителя-повторителя 4 в цепи отрицательной обратной связи, причем первый и второй контакты переключателя 2, соответственно через резистор 5 и параллельную RC-цепь 6, 7, под5 ключены к источникам постоянного напряжения 8, 9; кроме того, второй контакт переключателя через резистор 10 подключен к выходу следящего усилителя 4. К выходу усилителя 1 подключена ячейка 11 и измерительное

10 сопротивление 12. Ячейка 11 представлена в виде эквивалентной схемы, где резисторы 13, 14 — сопротивления цепей электродов сравнения и вспомогательного, резистор 15 сопротивление рабочего электрода, резистор 16—

15 объемное сопротивление раствора. УстройcTво для подключений измерителей напряжения и тока рабочего электрода, генератора переменного напряжения и регулируемой положительной обратной связи содержит цепи 16, 17, 2о 18, 19 соответственно.

Усилитель 1 по цепи 3, 4 охвачен отрицательной обратной связью. При достаточно высоком коэффициенте усиления К усилителя 1 можно считать, что вход усилителя потенци25 ально заземлен. Это означает, что усилитель

1 поддерживает на своем выходе такое напряжение, при котором напряжение отрицательной обратной связи U„, снимаемое с ячейки, равно напряжению U,„íà конденсазо торе 3.

424062

При переводе переключателя 2 в положение 1 и равенстве постоянных времени цепей

6, 7 и 3, 10 на конденсаторе 3 практически мгновенно устанавливается напряжение 1сь — 19 /Rs за где Ль, R

1св

14 где Us — напряжение источника 8; Дз — сопротивление резистора 5. При этом напряжение на конденсаторе 3 и r Г

1 с. —— 1.1с. — U (— — ——

Сз ь 2К Сз ь где Us — напряжение источника 8, 1 — время с момента переключения переключателя 2 в положение II;

Сз Яз — величины элементов 3, 5, Для обеспечения достаточной линейности развертки необходимо, чтобы t((2C3ЛзК .

Остановка развертки напряжения на конденсаторе 3 осуществляется переводом переключателя 2 в положение III.

Изменение напряжения U„„например, изза падения hl„R., где ۄ— изменение тока ячейки; R. — суммарное сопротивление в цепи ячейки, охваченной отрицательной обратной связью, приводит к появлению разности напряжений U U,, которая, оказываясь приложенной к входу усилителя 1, изменяет его выходное напряжение в сторону уменьшения этой разности до величины Л1 Я. /1+К„т. е, влияние сопротивления R. на величину Uo. уменьшено в (1+К) раз.

Потенциал исследуемого электрода может быть записан в виде:

U, — U,— + +1 X

СзРь 1 2СРз%

Х 1 13+ 1 +К

Очевидно, что усилитель 1 уменьшает в (1+К) раз нелинейность развертывающего напряжения и влияние суммарного сопротивления R-. на потенциал исследуемого электрода.

Для компенсации второго члена в квадратных скобках, характеризующего собой нескомпенсированную часть падения 1Й, в цепи рабочего электрода, на дополнительный вход 20 усилителя 1, например в катодную цепь лампы входного каскада, синфазно с напряжением основного входа по цепи 19 подается напряжение регулируемой положительной обратной связи, пропорциональное току ячейки.

Источник переменного напряжения может быть также подключен к дополнительному входу 20 через цепь 18. При этом влияние R, на амплитуду и фазу переменной составляющей потенциала рабочего электрода уменьша20 ется в (К+1) раз. На дополнительный вход

20 может быть подана также регулируемая положительная обратная связь по переменному току.

В тех случаях, когда ток через конденсатор

3 в режиме развертки достаточно мал, из схемы предлагаемого устройства, с целью его упрощения, может быть исключен усилительповторитель 4. При этом резистор 10 может быть отсоединен от конденсатора 3 и подклюЗ0 чен к выходу усилителя 1.

Предмет изобретения

Устройство для электрохимических исследований, содержащее интегрирующую цепь с

35 конденсатором и резистором, компенсатор суммарного сопротивления в цепи исследуемого электрода, к выходу которого подключены послсдовательно измерительное сопротивление и ячейка, и повторитель напряжения, подклю40 .енный к вспомогательному электроду ячейки, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения его надежности, интегрирующий конденсатор включен между выходом повторителя и вхо45 дом компенсатора, к которому подключен интегрирующий резистор.

424062

Составитель П. Петрушин

Техред Е. Борисова

Корректор А. Степанова

Редактор К. Шанаурова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2701/2 Изд. № 1540 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5