Устройство для измерения концентрации электролитов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОШТОВ

1

Изобретение относится к устройст вам измерения концентрации электролитов при электрохимическом анализе и может иайти применение при. измерег -НИИ концентрации электролитов в гальванических ваннах при нанесении гальванических покрытий.

Известил устройства для измерения концентрации электролитов, содержащее электролизер с твердым индикатормам электродом, устройство очистки поверхности электрода, полярографическую ячейку и анодньй полярографр.

Недостатками устройств являются низкая точность и отсутствие возможности проведения достаточно быстрого оперативного контроля концентрации анализируемого раствора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения концентра- ции электролитов, содержащее две полярографические ячейки с электродами сравнения, первая из которых содержит также два компенсирующих электрода, а вторая - два рабочих электрода, причем первый компенсирующий электрод первой полярографической ячейки через первый усилитель подключен к первому входу второго усилителя, второй компенсирующий электрод упомянутой ячейки через третий усилитель подсоединен к первому входу четвертого усилителя, вторые

to входа второго и четвертого усилитеглей связаны соответственно с первым и вторым рабочими электродами второй полярографической ячейки, а выходы второго и четвертого усилителей

ts через сумматор соединены с первым входом измерительного прибора 2 ,

Недостатки данного устройства состоят в низкой точности измерения концентрации электролитов из-за отсутствия средств для восстановления рабочей поверхности стационарных тверг Дых электродов, погрешностей, опрег деляе1 &1Х материалами электродов и 3 свойствами электролитов, и ограниченных функциональных возможностях, проявляющихся в возможности контроля только одной составляющей. Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации электролитов и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, делителем частоты, двумя триггерами, счетчиком, задатчиком коэффициента диффузии, управляе,иым делителем -частоты, преобразователем код-напряжение, двумя дешифраторами, тремя элементами И, элементом ИЛИ и фйпьтром низких частот, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - со счетным входом первого триггера и С первым входом второго триггера, второй вход второго триггера соединен с пер вым входом счетчика и четвертым входом .измерительного прибора, выход второго триггера соединен со вторым .входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом уп- .равляемого делителя частоты, второй. вхой которого соединен с выходом з&датчика коэффициента диффузии, выход управляемого делителя частоты соединен со втррым входом счетчика, первый и второй выходы которого соед нены с первым и вторым входами преобразователя код-напряжение, при это первый выход счетчика связан с первы ми входами дешифраторов, а второй выход упомянутого счетчика подключен ко вторым входам указанных дешифраторов, выходы дешифраторов соединены с первыми входами второго и третвего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого триггера и вторым и третьим входами измерител ного прибора, выходы второго и третьего элементов И через элемент ИЛИ соединены с четвертым входом измерительного прибора, а выход преобразователя код-напряжение через фильтр низких частот соединен с электродами сравнения полярографических ячеек. На чертеже представлена фу псциональная схема предлагаемого устройст на, Устройство содержит генератор 1 тактовых н myльcoв, выход .которого соединен с одним из входов элемента 2 и входом делителя 3 частоты. Выод последнего соединен с одним из входов триггера 4 и со счет-ным входом триггера 5, Задатчик 6 коэффициента диффузии соединен с одним из входов управляемого делителя 7 частоты, выход которого соединен с одним из BY.Oдов счетчика В. Выходы последнего подключены к соответствующим входам преобразователя 9 код-напряжение и входам дешифраторов 10 и 11. Выходы указанных дешифраторов соединены с одними из входов элементов И I2 и 13, выходы которых через элемент ИЛИ 1А соединены с одними иэ входов измерительного прибора 15 и входом триггера 4, Выход преобразователя 9 код-напряжение через фильтр 6 низких частот соединен с электродами 17 и 18 сравнения полярогр фических ячеек 19 и 20. В ячейке 19 находится раствор фона, а в ячейке 20исследуемый раствор. Ячейка 19 содержит компенсирующие электроды 21 и 22 а ячейка 20 - рабочие электроды 23 и 24. Электроды 17 и 18 сравнения выполнены в виде графитовых стержней, а рабочие электроды 23 и 24 и компенсирующие электрода 21 и 22 - в виде твердых платиновых микродисковых электродов Компенсирующие электроды 21 и 22 соединеШ) с усилителями 25 и 26, а рабочие электроды 23 и 24 - с усилителями 27 и 28. Вторые входы усилителей 27 и 28 соединены с выходами усилителей 25 и 26 соответственно, а выходы усилителей 27 и 28 - со входами сумматора 29, выход которого .. подсоединен к измерительному прибог РУ 15. Устройство работает следующим образом. В ячейке 20 находится исследуемый раствор электролита, а в ячейке 19 фоновый раствор. Цикл измерений зада ется частотой генератора 1 тактовых импульсов и делителем 3 частоты. Выходной сигнал делителя 3 частоты устанавливает триггер 4 в единичное состояние и тем самым на вход; счетчика 8 через элемент И 2 и управляемый делитель 7 частоты поступают счетные импульсы от генератора 1, частота следований которых зависит от состояния задатчика 6 коэффициента диффузии. Б гаодное линейно изменяющееся нап ряжение с выхода преобразователя 9 код-напряжение, пропорциональное количеству импульсов, поступивших на вход счетчика 8, через фильтр 16 низких частот поступает на электроды 17 и 18 сравнения ячеек 19 и 20. Амплитуда напряжения поляризации компонентов исследуемого раствора определяется состоянием дешифраторов 10 и 11, выходные сигналы которых ко мутируются триггером 5. При достиже НИИ заданного значения напряжения поляризации на рабочих электродах 23 и 24 ячейки 20 появляется бросковый ток, амплитуда которого пропорциональна концентрации исследуемого электролита. В сумматоре 29 происходит вычитание тока, определяемого фоновым раст вором в ячейке 19, и выходное напряжение сумматора 29 подается на измерительный прибор 15. Запуск прибора 15 осуществляется в момент срабатывания дешифраторов 10 или 11 через элементы И 12 или 13 и через элемент ИЛИ 14, Одновременно триггер 4 и счетчик В устанавливаются в нулевое состояние. Элемент И 2 закрывается до приход очередного импульса с выхода генерат ра 1 тактовых импульсов, В это время происходит деполяризация электродов ячеек. CooTHoraetme вр мени деполяризадии к поляризации принято 1:30. В зависимости от состояния триггера 5 прибор 15 регистрирует поочередно компоненты исследуемого электролита. Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения концентра ции электролитов за счет определенного режима электрохимической очистки электродов и применения цифровой системы формирования линейно изменяющего ся напряжения поляризации. Кроме то 1ГО, устройство позволяет измерять все компоненты исследуемого раствора, в -том числе и кислотность электролита, в процессе нанесения гальванопокрытий что значительно расширяет функциональные возможности устройства. Формула изобретения Устройство для. измерения концентра ции электролитов, содержащее две по-. лярографические ячейки с электродами сравнения, первая из которых содержит также два компенсирукнцих элект. 96 рода, а вторая - два рабочих электрода, причем первый компенсирующий электрод первой полярографической ячейки через первый усилитель подключен к первому входу второго усилителя, второй койпенсируняций электрод упомянутой ячейки через третий усили-; тель подсоединен к первому входу четвертого усилителя, вторые входы второго и четвертого усилителей связаны соответственно с гпервым и вторым рабочими электродами второй полярогрд; фической ячейки, а выходы второго и четвертого усилителей через сумматор соединены с первым входом измерительного прибора, отличают еес я тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации электролитов и расширений функциональных возможностей устройства, оно дополнительно снабжено генератором тактовых импульсов, делителем частоты, двумя триггерами, счетчиком, задатчиком коэффициента диффузии, управляемым делителем частоты, преобразователем код-напряжение, двумя дешифраторами, тремя элементами И, элементом ИЛИ и фильтром низких частот, при этом выход-генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И и через делитель частоты - со счетным входом первого триггера и с первым входом второго триггера, второй вход второл го триггера соединен с первым входом счетчика и четвертым входом измерительного прибора, выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента N, выход которого соединен с первым входом управляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента диффузии, выход управляемого делителя частоты соединен со вторым входом счетчика, первый. и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами преобразорателя код-напряжение, при этом первый выход счетчика связан с первыми входами дешифраторов, а второй выход упомянутого счетчика подключен ко вторым входам указанных деифраторов, выходы дешифраторов соединены с первыми входами второго третьего элементов И, вторые входы оторых соединены соответственно первыми и вторыми выходами первого риггера и вторым и третьим входаH измерительного прибора, выходу

второго и третьего элементов И через элемент ИЛИ соединены с четвертым входом измерительного прибора, а выход преобразователя код-напряжение через фильтр низких частот соединен с электродами сравнения полярографических ячеек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

8685298

№ 448379, кл. G 01 N 27/48 (прототип) .