Полярографический переменно-токовый концентратомер Советский патент 1988 года по МПК G01N27/48 

(Л

ости рабочего электрода. Концентра- t OMep содержит источник 1 постоянного поляризующего напряжения, источник переменного поляризующего напряже- ия с фазовращателем 3, соединенные с сумматором 4, выход которого под :слючен к последовательно соединенным усилителю 5 мощности, поляройрафичес- сой ячейке 6, усилителю 7 переменно- : о тока, синхронному детектору 8 пер- зой гармоники, опорный вход которого :оединен с источником 2 переменного юляризующего напряжения, а выход - а регистрирующим прибором 9. КА, осуществляющий слежение за максимумом волны первой гармоники тока ячейки, замыкается через последовательно сое- циеннные селективный усилитель 10 второй гармоники, вход которого связан с выходом усилителя 7 переменно

4083 «(8

го тока, синхронный детектор 11 второй гармоники, делительное устройство 12, вход знаменателя которого подключен к выходу синхронного детектора 8 первой гармоники, усилитель 13 постоянного тока, выход которого соединен с одним из входов сумматора 4. Выход источника 2 переменного поляризующего напряжения соединен с опорным входом синхронного детектора 11 второй гармоники через удвоитель частоты 14 и фазовращатель 15. Благодаря введению в КА делительного устройства и воздействию на него амплитудой ак- т ивной составляющей первой гармоники тока ячейки удается освободить сигнал обратной связи от изменения концентрации анализируемого вещества и площади поверхности рабочего электрода. 1 ил.

Изобретение относится к электрохимическому п Зиборостррению И..предназначено для непрерьюного контроля за концентрацией полярографически активных веществ в растворах электролитов. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулировання (КА) от изменения концентрации анализируемо- го деполяризатора и площади поверх

1

Изобретение относится к технике электрохимического приборостроения и предназначено для непрерывного контроля за концентрацией полярогра- фически активных веществ в растворах электролитов.

Цель изобретения - повьшение точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулирования от концентрации анализируемого деполяризатора и площади поверхности рабочего электрода.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого концентратомера.

Концентратомер содержит источник 1 постоянного поляризующего напряжения, источник 2 переменного поляризующего напряжения с фазовращателем 3, соединенные с сумматором 4, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю 5 мощности, полярографической ячейке 6, усилителю 7 переменного тока, синхронному детек тору 8 первой гармоники, опорный вход которого соединен с источником 2 переменного поляризующего напряжения, а выход - с регистрирующим прибором 9. Выход усилителя 7 переменного тока

связан с последовательно соединенным и селективным усилителем 10 второй гармоники, синхронным детектором 11 второй гармоники, делительным устройством 12, вход знаменателя которого подключен к выходу синхронного детектора 8 первой гармоники, усилителем 13 постоянного тока, выход которого соединен с одним из входов сумматора 4. Выход источника 2 переменного поляризующего напряжения соединен с опорным входом синхронного детектора 11 второй гармоники через удвоитель 14 частоты и фазовращатель 15.

Постоянное поляризующее напряжение, соответствующее максимуму волны исследуемого вещества (U млк и переменное напряжение через фазовращатель 3, снимаемые с выходов источников 1 и 2, подаются на сумматор 4, соединенный-через усилитель 5 мощности с полярографической ячейкой 6. Сигнал, пропорциональный переменному току ячейки, усиливается усилителем 7, детектируется синхронным детектором 8 первой гармоники и подается на регистрирующий прибор 9.

При смещении максимума волны переменного тока относительно постоянного напряжения в токе ячейки появляется составляющая второй гармоники Сигнал частоты второй гармоники, выделенной селективным усилителем 10, детектируется синхронным детектором 11 с опорным напряжением, поступающим с удвоителя 14 частоты и фазовращателя 15. Постоянное напряжение с выхода синхронного детектора 11, пропорциональное общему коэффициенту контура авторегулирования и огибающей второй гармоники тока ячейки

X и C(t) ,

где п - число электронов, участвующих в реакции;

S(c) - площадь поверхности рабо- чего электрода, как функция времени,

D - коэффициент диффузии, WU - круговая частота и амплитуда переменного поляризующего напряжения;

С(с) - анализируемая концентрация вещества, как функция времени,

К-п.е ;

К ,К - коэффициенты пропорциональности,,

подается на вход числителя делитетй - ного устройства 12,на вход знаменателя которого воздействует сигнал, пропоцрйональный амплитуде первой гармоники тока ячейки

1 (t)-- Dw -U -C(t),

где -К - коэффициент пропорциональности,

снимаемый с выхода синхронного детектора 8. Постоянное напряжение с выхода делительного устройства 12 (в качестве сигнала рассогласования)

Uj /Ch, где Kj - коэффициент пропорциональ ности,

усиливается усилителем 13 и суммируется с постоянным поляризукицга4 напряжением в полярности, приводящей к уменьшению сигнала рассогласования. При этом суммарное аостоянное поляри

зующее напряжение, теперь уже не являющееся функцией площади поверхности рабочего электрода и концентрации анализируемого вещества, следит за

5

5

0

5

0

5

0

5

максимумом переменнотоковой волны регистрируемрй амплитуды первой гармоники.

Предлагаемый полярографический концентратомер отличается от известных, сочетая в себе высокую чувствительность и селективность с возможностью проведения непрерывного экспресс-анализа с высокой точностью. Исключение фильтра нижних частот с большой постоянной времени, а также стабилизация общего коэффициента передачи контура авторегулирования за счет- исключения его зависимости от изменения площади рабочего электрода и концентрации анализируемого вещества позволяет значительно увеличить быстродействие системы слежения, определяемое длительностью переходного процесса

,

где Т- - постоянная времени основного инерционного звена, и точность измерения во всем диапазоне анализируемых концентраций благодаря уменьшению статических и динамических ошибок слежения.

Форм ула изоб.ретения

Полярографический переменно-токовый концентратомер, содержащий источник постоянного поляризующего напряжения, источник переменного поляризующего напряжения с фазовращателем, соединенные с полярографической ячейкой через сумматор и усилитель мощности, усилитель переменного тока, синхронный детектор и регистратор амплитуды первой гармоники, последовательно включенные селективный усилитель второй гармоники, вход которого соединен с выходом усилителя переменного тока, синхронный детектор второй гармоники и усилитель постоянного тока с выходом, соединенным с входом cjT iaTopa, а также последовательно включенные удвоитель частоты, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, и фазовращатель, соединенный своим выходом с BToiKOM входом синхронного детектора второй гармоники, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения зависимости коэффициента передачи контура авторегулирования от изменения концентрации анализи5U083486

роемого деполяризатора и площади рого соединены соответственно с вы- П||)верхности рабочего электрода, в .ходами синхронных детекторов второй введено делительное устройство, и первой гармоник, а выход соединен в:|сода1 числителя и знаменателя кото- с входом усилителя постоянного тока.