Способ регистрации переменнотоковых полярограмм Советский патент 1981 года по МПК G01N27/48 

(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ПЕРБМЕНЯОТОКОИЛС

t

Изобретение относится к анашити ческому контролю веществ и к электрохимическим исследованиям и может быть использовано в средствах поляро{графического и вольт-амперометрического зкспресс-контроля состава веществ для различных отраслей народного хозяйства (цветная и чернал металлургия, химия, медицина, геология) .

Известен способ полярографического анализа, основанный на измерении угла сдвига фаз между общим переменным током полярографической ячейки и его реактивной составляющей 1.

Недостатком данного способа является невысокие чувствительность и точность измерения.

Известен также способ регистрации полярограмм, применяемый в,осцилографических полярографах, основанный на регистрации постоянного тока, протекающего через ячейку под действием линейноизменяющегося поляризующего напряжения 2.

Недостатком этогю способа является низкая йувствительность..

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ регистрации переменнотоковых пополярогедмм

лярогргиА, эаключамощйся в фазовом детектировании переменного тока электрохимической ячейки с последужадей обработкой продетектированного сигиа5 ла {31.

Фазовое детекткрованне с пооледу . ющим усреднением продетвктированной велич1яны проводится на большом числе

f. периодов поляриэуичего напряженял.

Однако способ обладает мальм быстродействием.

Цель .изобретевия - увеличение чувствительности- я выстрЬдействия измерений полярограмм перемеикого тока.

15 Цель достигввргся тем, что в способе региетрищи перемен нотоковых полярограмв, заклаочаюцемся в фазовом детектировании аер аднного тока . электрохмии вской ячейки с последующей обработкой продетмстированного сигнала, измерения производят дискретно, с частотой иного поляризуюиего напряжения, путем фазового детектирования сигнала, пропорцио25 нальнохю переменному току ячейки, в течение части его полупериода, при одновременном интегрировании продетектированного сигнала, запоминания проиитегрированного значения с последующей его регистрацией и установкой

интегратора ,в исходное состояние перед ннте;рд|рованием в следующем периоде.

Поляррграмма переменного тока снимается за Небольшое число периодов поляризующего напряжения (порядка 1015 пернбАов) и измерения проводятся на одной ртутной капле.

Время регистрации определяется по формуле

где п - число периодов, за которое с достаточной точностью прописывается полярограм ма (10-15),

f частота переменного поляризующего напряжения.

На фиг.1 представлена .блок-скема устройства; на фиг.2 - графики, поясняющие работу элементов блок-схемы.

Блок-схема состоит из полярографической ячейки 1, подключенной ко входу преобразователя 2 ток-напряжение, выход которого соединен со входом фазового детектора 3. Выход фазового детектора 3 соединен со входом аналогового интегратора 4, параллельно конденсатору которого подключен ключ 5. Выход интегратора 4 через ключ 6 соединен со входом запоминающего устройства 7, выход которого подключен к регистратору 8.

Переменный ток, протекающий через ячейку, преобразуется преобразователем 2 в пременное напряжение, которое поступает на вход фазового детектора 3. Если в анализируемом растворе ячейки отсутствует деполяризатор, через ячейку протекает только реактивный ток, являющийся помехой измерения.

На фиг.2а изображен сигнал на выходе преобразователя 2, пропорциональный реактивному току ячейки. Этот сигнал детектируется за часть полупериода фазовым детектором 3 (см.фиг.26). При этом детектирование проводится синхронно с переменным поляризующим напряжением в те моменты времени, когда сигнал (фиг.2а) переходит через ноль, с тем, чтобы на выходе фазового детектора была вырезана строго снмметричная относительн«э нуля часть полупериода сигнала (см.фиг.26), одновременно проводится интегрирование продетектированного сигнала. Результат интегрирования (см.фиг.2в), который в данном случае равен нулю, записывается в запоминающее устройство 7 через ключ 5. Ключ 5 замыкается по окончании интегрирования до полной записи результата в запоминающее устройство 7. Ключ 5 згилыкается по окончании записи и устанавливает интегратор в исходное состояние, перед интегрированием в следующем периоде. Из фиг.2г видно, что регистратор регистрирует нулевое

зиа 1вние, т.е. проиаоиша полная компенсация сигнала от реактивно-, го тока ячейки.,..

При наличии деполяризатора в аяализируолом растворе через ячейку яротекает ток, имеющий как актиамучо полезную, так и реактивную составляющи Ца выходе преобразователя 2действует сигнал (см.фиг.2д), сдвннутнй по фазе относительно чисто реактивного сигнала (фиг.2а). При этом фазовый детектор вьфезает уже несюоютричиую часть синусоиды (см,фяг.2е}, которая одновременно интегрируется аналоговым интегратором 4. Результат интегрирования ()см.фнг.) запоминается н интеграторе на время з«ц1нси в запсжиHakntee устройство 7. Затем интегратор 4 при замыканий клкпа 5 устанавливается в исходное состояние. Записанное в запоминапцее устройство7 значение, пропорциональное активной составляюдей тока ячейки, посту пает на вход регистратора (см.фиг.2з

Полученные результаты измерений могут быть использованы как в исследовательских целях, так и при массовом экспресс-анализе технологических продуктов предприятий цветной и черной металлургии, химической промышленности и др. Использование способа в средствах аналитического контроля дает возможность оперативно получать информацию о составе и качестве тех«ологических продуктов, что в свою очередь позволяет оптимизировать технологический процесс.

Формула изобретения

Способ регистращии пере 1еинотоковых полярограмм, закАоча(0 аийся в фазовом детектировании переменного тока электрохимической ячейки с последующей обработкой продетектированного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, измерения производят дискретно, с частотой переменного поляризующего напряжения, путем фазового детектирования сигнала, пропорционального переменному току ячейки, в течение части его полупериода, при однойременцсях интегрировании продетектироващного сигиала, запоминания проинтегрированного значения с последующей его регистрацией и установкой интегратора в исходное состояние перед интегрированием в следующем периоде.

Источники информации, принятые во внимание При экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 157833, кл. G 01 N 27/48, 1962.

2.Брук B.C. Полярографические методы. М., Энергия, 1972, с.78.

3.Авторское свидетельство СССР 457024, кл. G 01 N 27/48, 1974 (прототип).

/Ч

.Z