Высокочастотная электрохимическая ячейка

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть испольсовано преимущественно для изучения свойств электрохимических систем по результатам измерения импеданса (комплексного сопротивления) этих систем в широком диапазоне частот. С целью повышения точности и информативности измерений за счет расширения рабочего диапазона частот , ячейка снабжена трехслойным контейнером с внутренним электропроводящим слоем. Донная часть контейнера, в которой расположен капилляр, а также слои, примыкающие к электропроводящему слою контейнера, выполнен из электроизолирующего материала, электропроводящий слой контейнера электрически соединен с магнитным экраном путем поджатия электропроводного слоя фланца к торцу наружной стенки магнитного экрана. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з1)5 G 01 N 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1603276 (21) 4747315/25 (22) 09.10.89 (46) 07.03.92, Бюл, ¹ 9 (71) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО АН СССР (72) С,П.Новицкий и A.À.Âîëîøèí

{53) 543.257(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1603276, кл, G 01 N 27/28, 1989, (54) ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА

{57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано преимущественно для изучения свойств электрохимических систем по реИзобретение относится к электроаналитическому приборостроению и предназначено для изучения природы электродных процессов импеданс-вольтамперными методами и является усовершенствованием изобретения по авт.ca. ¹ 1603276.

Известная электрохимическя ячейка содержит сосуд, в котором закреплен электропроводящий стак н, внутри которого расположена изолированно от него электрическая измерительная цепь, магнитный экран, внутри которого расположена намотанная на кольцевом магнитопроводе катушка, экран снабжен внешней и внутренней осевыми полостями, через которые пропущен первый коне, рабочего электрода, электрически соединенный с экраном посредством зажимного контакта, расположенного во внешней осевой полости экрана, измерительная цепь соединена

». Ы,, 1718094 А2 зультатам измерения импеданса (комплексного сопротивления) этих систем в широком диапазоне частот. С целью повышения точности и информативности измерений за счет расширения рабочего диапазона частот, ячейка снабжена трехслойным контейнером с внутренним электропроводящим слоем. Донная часть контейнера, в которой расположен капилляр, а также слои, примыкающие к электропроводящему слою контейнера, выполнен из электроизолирующего материала, электропроводящий слой контейнера электрически соединен с магнитным экраном путем поджатия электропроводного слоя фланца к торцу наружной стенки магнитного экрана. 3 ил. своим потенциальным входом с электропроводящим стаканом, общей точкой — с магнитным экраном, а токовым входом — с катушкой, второй конец рабочего электрода помещен в электроизоляционный контейнер, имеющий в донной части капилляр, контейнер опирается на электропроводящую крышку, закрепленную на наружной поврехности злектропроводя щего стакана и имеющей в донной части осевое отверстие, коаксиально которому на поверхности крышки укреплен вспомогательный электрод.

Однако эта ячейка вследствие шунтирования искомого импеданса границы монокристаллический электрод — электролит паразитными распределенными емкостями между вспомогательным и рабочим электродами. а также между электропроводящей крышкой и рабочим электродом обеспечи1718094

8 высокочастотных гармонических колебаий через кабель 17 связи, электроправодяие стакан 7 и крышку 14 прикладывается ежду вспомогательным 2 и рабочим 3 элекродами ячейки, Последний из них через ажимной контакт 13 и магнитный экран 9 оединен с общим проводом источника 18 и змерительной цепи 8, содержащей изерительные преобразователи 19 и 20, преобразующие соответственно высокочастотные напряжение Uz(в,) и ток lz(m< ) в низкочастотные сигналы 14(Ц и Ut(Гф с частотой Q= N — в,=сопэт. По выходным сигналам Uz(g и 0 (Ц измерительной цепи

8, например, с помощью двухкомпонентного фазочувствительного логометра, отсчитывают значения компонентов импеданса Z u (а>с ) между рабочим и вспомогательным электродами ячейки, Вследствие выполнения контейнера 4 с внутренним электропроводящим слоем 5, электрически соединенным с магнитным экраном 9 паразитные распределенные емкости (фиг.3) между рабочим и вспомогательным электродом, а также между рабочим электродом и электропроводящей крышкой 14 разделяются на две группы — емкости Cz, и С1л,5 соответственно между вспомогательным электродом 2, крышкой

14 и электропроводящим слоем 5; и емкость

Св,з между электроправодящим слоем 5 и рабочим электродом 3, Злектропроводящий слой 5 и рабочий электрод 3 находятся под одинаковым поте н циа лам (для перемен ной составляющей он равен нулю), поэтому высокочастотная составляющая тока от источника 18 через паразитную емкость Сь,з не протекает. В то же время токи, протекающие через паразитные распределенные емкости

С 2,5 и Си,5, не протекают через рабочий электрод и, следовательно, не вносят искажений в истинное значение lz(а>,) тока рабочего электрода.

В сравнении с известной предлагаемая высокочастотная электрохимическая ячейка позволяет повысить в три раза точность измерений и расширить в три раза диапазон рабочих частот и на порядок диапазон измеряемых импедансов.

Формула изобретения

Высокочастотная электрохимическая ячейка по авт. св. N 1603276, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности и информативности измерений за счет расширения рабочего диапазона частот, контейнер ячейки выполнен трехслойным с внутренним электропровадящим слоем, соединенным с наружной стенкой магнитного экрана. вает недостаточно высокую точность изме- 1 рений в области высоких частот выше одно- н го МГц и недостаточно высокое значение щ

Д измеряемых импедансов (не более 10 Ом). м

Целью изобретения является повыше- 5 т ние точности и информативности измере- з ний за счет расширения рабочего с диапазона частот.

Цель достигается тем, что электрохими- м ческая ячейка снабжена трехслойным кон- 10 тейнером с электропровадящим слоем, расположенным лежду двумя слоями диэлектрика, а электропроводящий слой контейнера электрически соединен с наружной стенкой магнитного экрана. 15

Такое конструктивное решение обеспечивает исключение влияния на измеряемый и лпеданс границы рабочий электрод — электролит распределенных паразитных емкостей между рабочим и вспомогательным 20 электродами, а также между рабочим электродом и электроправодящей крышкой.

Вследствие этога возрастает точность измерений, расширяется более чем в три раза. диапазон рабочих частот и возрастает на 25 порядок диапазон измеряемых импедансов.

На фиг.1 изобра>кена высокочастотная электрохимическая ячейка, общий вид; на фиг.2 — треста электрического контакта элек- ЗО тропроводящгео слоя с наружной стенкой лагнитного экрана; на фиг.Ç вЂ” эквивалентная схема ячейки для переменного тока и пример ее включения при измерении импеданса рабочего электрода. 35

Б ы со кочастотна я электрохимическая ячейка содержит сосуд с электролитом 1, в который погружен вспомогательный электрод 2, рабочий электрод 3, трехслайный контейнер 4 с электропроводящим слоем 5 и 40 капилляром 6 в его донной части, электрапроводящий стакан 7, измерительную цепь

8, магнитный экран 9, содержащий внутреннюю 10 и внешн аю 11 сообщающиеся осевые полости и внутреннюю кольцевую 45 полос гь 12, расположенную коаксиально к осевой полости 10, зажимной контакт 13, крышку 14, магнитопровод 15 с обмоткой

16, кабель 17 связи.

Электроправодящий слой 5 контейнера 50

4 (фиг.2) поджат к торцу наружной стенки магнитного экрана 9 крышкой 14, закрепленной на наружной паверхногти элек ропроводящего стакана 7.

Пример использования ячейки для из- 55 мерения импеданса между ее рабочим и вспомогательным электродами приведен на фиг,З, Гармоническое высокочастотное напря>кение U<(M; ) с частотой м, источника

1718094

1718094

Составитель С. Новицкий

Техред M,Моргентал Корректор И. Гирняк

Редактор О. Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 876 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, «К-35, Раушская наб., 4/5