Устройство для измерения потенциала электрода при электрохимических исследованиях

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОйзСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11>728О66 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120477 (21) 2474241/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150480 Бюллетень Йо 14

Дата опубликования описания 150480

Р1 М 2

G 01 N 27/50

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДЖ 543. 252 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Е.С.Богачев и В.П.Разыграев (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии АН СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРОДА

ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Изобретение относится к устройствам для исследования материалов путем определения их электрохимических параметров, а именно к автоматическим компенсаторам омической 5 ошибки при электрохимических измерениях, и может быть использовано в научно-исследовательских заводских лабораториях для исследования процессов, протекающих на электродах.

Известны устройства для электрохимических измерений (13и (2l,в которых величину компенсирующего напряжения устанавливают вручную. Эти компенсаторы устраняют омическую т5 ошибку только при условии постоянства величины сопротивления приэлектродного слоя.

Известно устройство для измерения потенциала электрода при элект- 20 рохимическнх исследованиях, содержащее электрохимнческую ячейку, вспомогательный электрод, который через дроссель подключен к первому входному контакту устройства, модулятор, 25 входное сопротивлсние которого включено последовательно с ячейкой, а выход параллельно ячейке, и демодулятор, вход которого соединен с электродом сравнения (3). 30

Однако недостатки схемы предопределяют низкую помехозащищенность устройства. Один иэ недостатков заключается в том, что вход модулятора не эаэемлен. Неэаэемленный элемент схемы компенсатора является приемником всевозможных помех, которые нарушают работу устройства, воздействуя на усилители потенциостата и компенсатора.

Недостатком является также то, что при заземленных входе и выходе демодулятора неэаземленным, кроме модулятора, оказывается и задатчик потенциостата, который служит вторым приемником помех. Борьба с помехами при наличии неэаземленных элементов схемы сложна и неэффективна, что приводит к значительному усложнению конструкции устройства при сохранении его недостаточной помехоустойчивости.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит сумматор, один вход которого соединен с электродом сравнения, а другой — с выходом демодулятора, выход сумматора соединен с выходным контактом устройства и входное сопро728066

Под приэлектродным слоем понимает35 ся слой, расположенный между внешней обкладкой двойного электрического слоя исследуемого электрода и торцом электрохимического ключа электрода сравнения, J

Напряжение на приэлектродном слое

U п.с. и является напряжением омической ошибки, а исследователя прежде всего интересует напряжение на двойном электрическом слое П д.с. 45

Переменное напряжение между исследуемым электродом 7 и электродом сравнения 8 пропорционально только напряжению омической ошибки, так как двойной электрический слой у исслеДуемого электрода обладает большой электрической емкостью, сопротивление которой переменному току практически равно нулю.

Демодулятор 2, вход которого соедиден с электродом сравнения 8, усиливает это переменное напряжение и преобразует его н постоянное найряжеййе компенсации U к. = U п.с.

Сумматор 3 соединен входом А с электродом сравнени 8 электрохи— 60 мической ячейки, а входом Б — с ныходом демодулятора. Поэтому на нход

А сумматора подает<. я напряжение Оэ.с., а на вход Б — напряженне компенсации тивление модулятора включено между общей заземленной шиной и вторым входным контактом устройства.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого автоматического компенсатора омической ошибки, содержащего модулятор 1, демодулятор

2, сумматор 3, входное сопротивление

4, дроссель 5, электрохимическую ячейку 6, исследуемый электрод 7, электрод сравнения 8.

Устройство работает следующим образом.

ТоК электрохимической ячейки 6 протекает по цели: входной контакr в.э. компенсатора, дроссель 5, электрохимическая ячейка 6, входной ре.зистор 4 модулятора 1, входной кон- такт и.э. компенсатора. Этот ток. создает падение напряжения на резисторе 4, которое преобразуется модулятором в переменный TQK звуковой частоты, пропорциональный постоянноМу току ячейки. Переменный ток с выхода модулятора протекает через электрохимическую ячейку и создает в йей йадение переменного напряжения, пропорциональное постоянному току ячейки и ее активным (омическим) сопротивлениям. Постоянное напряжение (U э.с.) между исследуемым электродом 7 и электродом сравнения

8 равно сумме напряжений на двойном электрическом слое (U д.с.) и на электрическом слое (U n.с.).

U э.с. = U д.с. + П п.с.

U к. Сумматор 3 непрерывно и автоматически осуществляет операцию суммирования этих двух напряжений, и на его выходе получается напряжение U д.c. — напряжение на двойном электрическом слое З э.с. + П к = П д.с. + () п.с.

+ (-U п.с.) = U д.с.

Далее напряжение с выхода сумматора 3 используется нужным образом, например подается на вход потенциостата или на вход измерительного (регистрирующего) устройства для регулирования или измерения напряжения на двойном электрическом слое исследуемого электрода, Использование нового злемента— сумматора, а также включение нхода модулятора между общей заземленной шиной и входным контактом компенсатора выгодно отличают предлагаемое устройство от указанного прототипа, так как появляется возможность заземления всех элементов схемы. Этим достигается значительное повышение помехоустойчивости. предлагаемого устройства по сравнению с известным техническим решением.

Формула изобретения

Устройство для измерения потенциала электрода при электрохимических исследованиях, содержащее электрохимическую ячейку, вспомогательный электрод, которой через дроссель подключен к первому входному контакту устройства, модулятор, входное сопротивление которого включено последовательно с ячейкой, а выход параллельно ячейке, и демодулятор, нход которого соединен с электродом сравнения, о т л и ч-а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно дополнительно содержит сумматор, причем .один вход сумматора соединен с электродом сравнения, а другой — c выходом демодулятора, выход сумматора соединен с выходным контактом устройства и входное сопротивление модулятора включено между общей заземленной шиной и вторым входным контактом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дэваи И., Лендьел Б., Месарош Л. Метод и аппаратура для антоматической компенсации омического падения напряжения. — Эащита ме таллов, т. )Х Р 3, с. 216-181, 1973.

2, Авторское свидетельство СССР

9387294 кл. G 01 R 19/16) 1973.

3. Брук Б. С. Полярографические методы. — М., Энергия, 19 12, 47.!

2Я066

Составитель В.Кушнев

Техред M.Êåëåìåø Корректор В.Синицкая

Редактор И.Шубина

I.

Заказ 1129/45 Тираж 10 19 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал -ППП . Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4