Устройство многоканального измерения ЭДС ионоселективных электродов Советский патент 1993 года по МПК G01N27/30 

fe

Использование: электрохимический анализ жидких сред. Сущность изобретения: устройство содержит регистрацию, высокоомный повторитель, подстроенный конденсатор, элементы коммутации, электрометрический коммутатор, каждый ионоселективный электрод соединен экранированным кабелем через коммутирующий элемент с входом высокоомного повторителя и через электромеханический коммутатор с подстроечным конденсатором. Экранирующая оплетка кабеля соединена через коммутирующий элемент с общей шиной или выходом высокоомного повторителя и входом регистратора. 2 ил.

Изобретение относится к ионометрии, в частности к производительному многокомпонентному и многоточечному анализу жидких сред с помощью ионоселективных электродов (ИСЭ).

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, увеличение точности ионометрического анализа, упрощение технологии изготовления и удешевление конструкции подстроечного конденсатора за счет устранения влияния сопротивления изоляции подстроечного конденсатора на величину измеренной ЭДС.

Поставленная цель достигается тем, что в схему устройства многоканального измерения ЭДС, содержащего канальные коммутирующие элементы и коммутирующие элементы с перекидным контактом, изменяющие характер экранирования ИСЭ, ВП, подстроечный конденсатор, подключенный параллельно входу ВП, РУ, входом подключенные к выходу ВП, коммутирующий элемент, подсоединяющий вход ВП к общей шине устройства, а также собственно электродные системы, у которых выводы электродов сравнения подключены к общей шине устройства, выводы ИСЭ через соответствующие контакты канальных коммутирующих элементов подсоединены к входу ВП, а выводы экранных оплеток кабелей ИСЭ соединяются с общими выводами перекидных контактов соответствующих коммутирующих элементов, выводы нормально замкнутых контактов соединены с общей шиной устройства, а выводы нормально разомкнутых - с выходом ВП, введен электрометрический коммутирующий элемент, обеспечивающий отключение подстроечного конденсатора сразу же вслед за подключением соответствующей электродной системы на вход ВП.

Такое отключение подстроечного кон денсатора от входа ВП предотвращает искажение величины измеряемой ЭДС

00

о

oo

g

лектродной системы из-за влияния токов течки через изоляцию подстроечного коненсатора, т.е. позволяет повысить точость ионометрического анализа, упростить ехнологию изготовления и удешевить контрукцию подстроечного конденсатора.

На фиг.1 схематично показано предла- гаемое.устройство; на фиг.2 - схема электрометрического контакта.

Устройство (п измерительных каналов) содержит собственно электродные системы 1.1,1.2,..,,Т.п. у которых выводы электродов сравнения 2.1, 2.2,...,2.п подключены к общей шине устройства, а выводы ИСЭ 3.1, 3.2,....З.п, общая шина устройства и один вывод подстроечного конденсатора 4 через контакты коммутирующих элементов 5.1, 5.2,...,5.п, 5п+1, 5.П+2 подсоединены к входу ВП б выходом подключенного к РУ 7. Второй вывод подстроечного конденсатора 4 подсоединен к общей шине устройства. Общие выводы перекидных контактов коммутирующих элементов 8.1, 8.2,...,8.п подключены к выводам экранных оплеток ИСЭ соответствующих электродных систем 1.1, 1.2,.,.,1,п, нормально замкнутые выводы их перекидных контактов - к общей шине устройства, а нормально замкнутые выводы контактов - к входу ВП 6,

Устройство работает следующим образом. В исходном положении контактов коммутирующих элементов электродные системы 1.1,1.2,..,,1.п отключены от ВП б, а экранные оплетки кабелей ИСЭ подключены к общей шине устройства, вследствие чего на емкостях экранирующих кабелей накоплен заряд, определяемый этими емкостями и величиной ЭДС электродной системы.

Предварительно перед проведением цикла многоканальных измерений ЭДС для каждой электродной системы аналогично прототипу проводится выравнивание емкости кабеля ИСЭ и суммарной величины емкости подстроечного конденсатора 4 и входной емкости.ВП 6 путем регулирования величины подключенной к входу ВП емкости подстроечного конденсатора 4.

После проведения регулировки проводят остальные операции цикла измерений:

- одновременное подключение нулевой шины устройства и подстроечного конденсатора 4 к входу ВП 6 через контакты коммутирующих элементов 5.п+1 и 5.П+2 соответственно, причем для каждой электродной системы выставляется установленное в результате регулировки необходимое значение емкости 4;

- отключение контактов коммутирующего элемента б.п+1;

- одновременное подключение электродной системы через соответствующие контакты коммутирующего элемента 5.I к входу ВП 6 и выводов экранной оплетки 9.I соответствующего ИСЭ к входу ВП 6;

- отключение подстроечного конденсатора 4 от входа ВП 6 контактом электрометрического коммутирующего элемента 5.П+2, производимое сразу же вслед за подключе- нием соответствующей электродной системы на вход В П 6;

- непосредственное измерение ЭДС (снятие показаний с РУ 7);

- отключение электродной системы

5- приведением контактов коммутирующих элементов 5.I и 8.I в исходное состояние.

Отключение электродной системы, от которой было проведено измерение ЭДС, можно совместить с операцией подключе0 ния нулевой шины и подстроечного конденсатора 4 с установленным для следующей электродной системы необходимым значением емкости к входу ВПб, а отключение контактов коммутирующего элемента 5.П+1

5 - с подключением электродной системы к входу.ВП 6.

Заявляемое устройство было реализовано в макете технического проекта программно управляемого модуля коммутатора

0 электродных потенциалов. В устройстве, реализующем подстроечный конденсатор, использован набор серийных малогабаритных конденсаторов типа КТ-1, КТ-2 и КТИ необходимых номиналов. Электрометриче5 ский контакт, подключающий подстрреМный конденсатор к входу ВП 6, выполнен на базе серийного магнитоуправляемого герметизированного контакта КЭМ-3 по схеме, представленной на фиг.2. Токи утечки в этом

0 случае не превышают А, что эффективно отключает подстроечный конденсатор от входа ВП и практически не влияет на погрешность измерения ЭДС от электродных систем с ИСЭ. Возможно также применение

5 электрометрического реле типа РВ-3, РВ-4. Интервал времени между подключением электродной системы и отключением подстроечного конденсатора выбран порядка 5 мс, что заведомо больше времени отпу0 скания электрометрического контакта (максимальное Хоткя для КЭМ-3 составляет 3 мс) и времени установления потенциала на выходе ВП, выполненного на базе дифференциального операционного усилителя

5 К544УД 1 А().

Формула изобретения Устройство многоканального измервт ния ЭДС ионоселективных электродов, содержащее регистрирующее устройство, подстроечный конденсатор, высокормный

повторитель, канальные коммутирующие элементы и коммутирующие элементы с перекидным контактом в каждом канале, причем ионоселективный электрод каждого канала соединен экранированным кабелем через коммутирующий элемент с входом вы- сокоомного повторителя, экранирующая оплетка кабеля каждого канала соединена через коммутирующий элемент с перекидвькоду

дП

Г

Фие.1

К Выходи

W

К подстроечцон

J конденсатору Фиг

ным контактом с общей шиной или входом регистратора и выходом высокоомного повторителя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство дополнительно содержит электрометрический коммутирующий элемент, включенный между подстроечным конденсатором и входом высокоомного повторителя.

К подстроечцону

конденсатору