Устройство для измерения потенциала электрода при электрохимических исследованиях Советский патент 1980 года по МПК G01N27/50 

Изобретение относится к устройствам для исследования материалов путем определения их электрохимических параметров, а именно к автоматическим компенсаторам омическОй . ошибки при электрохимических измерениях, и может быть использовано в научно-исследовательских заводски лабораториях для исследования процессов, протекающих на электродах. Известны устройства для Электрохимических измерений ,в кото рых величину компенсирующего напряжения устанавливают вручную. Эти компенсаторы устраняют омическую ошибку только при условии постоянст ва величины сопротивления приэлектродного слоя. Известно устройство для измерения потенциала электрода при электрохимических исследованиях, содержа щее электрохимическую ячейку, вспомогательный электрод, который через дроссель подключен к первому входно му контакту устройства, модулятор, входное сопротивление которого вклю чено последовательно с ячейкой, а выход параллельно ячейке, и демодул тор, вход которого-соединен с элект родом сравнения 3. Однако недостатки схемы предопредетяют низкую помехозащищенность устройства. Один из недостатков заключается в том, что вход модулятора не заземлен. Неэазе1«шенный 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 незаземленным, кроме модулятора, оказывается и задатчик потенциостата, который служит вторым приемником помех. Борьба с помехами при наличии незаземленных элементов схемы сложна и н€|Эффективна, 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 сулилатора соединен с выходным контактом устройства и входное сопротивление модулятора включено между общей заземленной шиной и вторым входным контактом устройства. На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого автоматичес кого компенсатора омической ошибки, содержащего модулятор 1, демодулятор 2, сумматор 3, входное сопротивлени 4, дроссель 5, электрохимическую ячейку б, исследуемый электрод 7, электрод сравнения 8. Устройство работает следующим об разом. Ток электрохимическойячейки 6 протекает по цепи: входной контакт н.э. компенсатора, дроссель 5, элек рохимическая ячейка 6, входной ре.Зистор 4 модулятора 1, входной контакт н.э. компенсатора. Этот ток создаёт падение напряжения на резис торе 4, которое преобразуется модулятором в переменный ток звуковой частоты, пропорциональный постоянно му току ячейки. Переменный ток с выхода модулятора протекает через электрохимичёскую ячейку и созйаёт .в ней падение переменного напряжения, пропорциональное постоянному току ячейки и ее активным (омическим) сопротивлениям. Постоянное напряжение (и 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.c.J . и э.с. и Д.С.+ и п.с. Под приэлектродным слоем понимае сяслой, расположённый между внешне обкладкой двойного электрического слоя исследуемого электрода и торцо электрохимического ключа электрода сравнения, . j Напряжение на приэлектродном сло и п.с. и Является напряжением омической ошибки, а исследователя преж де всего интересует напряжение на двойном электрическом слое U д.с. . Переменное напряжение между иссл дуемым электродом 7 и электродом сравнения 8 пропорционально только Напряжению омическойошибки, так ка двойной электрический слой у исследуемого электрода обладает большой электрической емкостью, сопротивлен которой переменному току практически равно нулю, Демодулятор 2, вход которого соединен с электродом сравнения 8, усиливает это переменное напряжение и преобразует его в постоянное напряжёнйё компенсации U к, Tj п.с. Сумматор 3 соединен входом А с электродом сравнения 8 электрохимичёской ячейки, а входом Б - с выходом демодулятора. Поэтому на вход А сумматора пЬда ;тся напряжени7еиэ. а на вход Б - напряженно компенсаци и к. Сумматор 3 непрерывно и автоматически осуществляет операцию суммирования этих двух напряжений, и на его выходе получается напряжение и д,с, - напряжение на двойном электрическом слое и э,с. + и к и д.с, + и п. с. -t + (-U п.с.) и д.с. V, Далее напряжение с выхода сумматора 3 используется нужным образом, например подается на вход потенцирстата или на вход измерительного (регистрирующего) устройства для регулирования или измерения напряжения на двойном электрическом слое исследуемого электрода. Использование нового элемента - сумматора, а также включение входа модулятора между общей заземленной иной и.входным контактом компенсатора выгодно отличают предлагаемое устройство от указанного прототипа, так как появляется вoзмoжнocт з 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, которойчерез дроссель подключен к первому входному контакту устройства. Модулятор,входное сопротивление которого включено последовательно с ячейкой, а выход параллельно ячейке, и демодулятор, вход которого Соединен,с электродом сравнения, отлич-ающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно дополнительно содержит сумматор, причем .один вход сумматора соединен с электродом сравнения, а другой - с 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 автоматической компенсации омического падения напряжения, - Защита металлов, т. 1% № 3, с, 276-181, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР №387294, кл, G 01 R 19/16 1973, 3.Брук Б, С, Полярографические методы. - HV, Энергия,- 1972, -. 47,

дыхоЗ