Полярограф вторых разностей

 

о п и СИйМИЙ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,767635

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 200678 (2! ) 2631688/18-25 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 300980 Бюллетень М2 36 (51)М. Кл 3

6 01 N 27/48

Государственный комитет

СССР

Ilo делам изобретений и открытий (5З) НЖ543. 253 (088. 8) Дата опубликования описания ЗООЯ80 (72) Авторы изобретения

A. И. Зиновьев и Ю. A. Иванов

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) ПОЛЯРОГРАФ ВТОРЫХ РАЗНОСТЕЙ

Изобретение относится к полярографическому анализу и может быть использовано для определения малых концентраций примесей в веществах высокой чистоты, например, методом 5 инверсионной вольтамперометрии.

Известен разностный полярограф, в котором для компенсации остаточного тока используют две ячейки— рабочую и вспомогательную f1) . 10

На практике не удается обеспечить достаточную идентичность ячеек, что существенно ограничивает аналитические возможности этого полярографа. 15

Иэ известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству, является полярограф вторых разностей, содержащий источник поляризующего 20 напряжения, выход которого подключен к потенциостату, нагруженному ячейкой, электроды которой попарно: рабочий — компенсирующий, компенсирующий — компенсирующий, подключены че- 25 рез соответствующие измерительные усилители и схемы установки масштабных коэффициентов в цепи одной из составляющей каждой пары к входам соответствующих вычитающих устройств,30

2 выходы которых непосредственно и через еще одну схему установки масштабного коэффициента подключены к следующему вычитающему устройству, нагруженному регистратором. На рабочем катоде проводят электрохимическое накопление определяемой примеси, а затем на все три катода ячейки подают линейно-изменяющееся напряжение. Каждый катод соединен со своиг: измерительным усилителем, который преобразует сигнал тока в сигнал напряжения. Напряжение с выходов измерительных усилителей рабочего и одного из компенсирующих катодов через схемы установки масштабных коэффициентов подают на входы двух вычитающих устройств, на вторые входы которых поступает напряжение с выхода измерительного усилителя второго компенсирующего катода. Затем с помощью третьего вычитающего устройства производят взаимное вычитание напряжений с выходов первых двух вычитающих устройств, при чем, одно из напряжений подают через схему установки масштабного коэффициента.

Разностное напряжейие на выходе третьего вычитающего устройства пропорциональное накопленной на ра767635 бочем катоде определяемой примеси регистрируется регистратором. Масштабные коэффициенты передачи при форми ровании первых разностей устанавливают пропорциональными отношению пло. щадей катодов, токи которых вычитают

Масштабный коэффициент при формировании второй разности устанавливают методом подбора по наилучшему результату. Полярограф вторых разностей позволяет на 1,5-2 порядка снизить предел обнаружения,микропримесей в веществах высокой частоты P) .

Однако, прибор сложен и трудоемок в эксплуатации и не позволяет в полной мере реализовать возможности способа в отношении повышения чувстви- 15 тельности. Трудоемкость эксплуатации прибора связана с необходимостью проведения предварительных сложных измерений поверхностей катодов для последующей установки масштабных 2р коэффициентов при формировании первых разностей. Выбор масштабного .коэффициента при формировании второй разности также трудоемок из-за необходимости многократной съемки полярограмм для последующего уточне,ния величины коэффициента.

Кроме того, отличие геометричес ких измеряемых площадей катодов от эффективных рабочих и их изменения со временем, как и составляющих

30 остаточного тбка, компенсируемых во второй разности ограничивают степень компенсации остаточного тока в целом, а следовательно и чувствительность прибора. 35

Цель изобретения — упрощение эксплуатации прибора, повышение его чувствительности и производительности и более полная компенсация остаточного, тока.

Поставленная цель достигается тем, что полярограф дополняют схемой управления, вход которой подключен к выходу источника поляризующего 45 напряжения, а все схемы установки масштабных коэффициентов выполнены в виде управляемых делителей с автоматической установкой величины масштабного коэффициента, причем два дополнитель- 5О ных,входа схемы установки масштабных коэффициентов подключены к выходам соответственно схемы управления и своегб вычитающего устройства.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого полярографа.

Полярограф содержит трехкатодную ячейку 1, потенциостат 2, источник 3 поляризующего напряжения, измерительные усилители-преобразователи тока

4 — 6 в напряжение, вычитающие устрой-60 ства 7 — 9, регистратор 10, схему 11 управления, схемы 12 — 14 установки масштабных коэффициейтов, содержащие, например усилителя 15 — 17 рассогласо вания и управляемые делители 18 - 20. 65 представляющие собой потенциометры, снабженные приводами.

Полярограф работает следующим образом.

На ячейку 1 через потенциостат 2 от источника 3 подается поляризующее напряжение. После проведения предварительного электролиза на рабочем катоде, на ячейке устанавливают потенциал начала развертки и включают линейно измеряющееся напряжение.

Сигнал тока рабочего и компенсирующих катодов преобразуется измерительными усилителями 4 — 6 в сигнал напряжения. Напряжение с выходов измерительных усилителей 4 и 6 через схемы

12 и 13 установки масштабных коэффициентов (через управляемые делители 18 и 19) поступает на входы вычитающих устройств 7 и 8, вторые входы которых подключены к выходу измерительного усилителя 5 ° На выходах вычитающих устройств 7 и 8 формируются два разностных напряжения. Напряжение с выхода вычитающего устройства 8 поступает на дополнительный вход схемы 13 установки масштабных коэффициентов (на вход усилителя 16 рассогласования) и через схему 14 установки масштабных коэффициентов (через управляемый делитель 20) на вход вычитающего устройства 9. Напряжение с выхода вычитающего устройства 7 поступает на дополнительный вход схемы 12 установки масштабных коэффициентов (на вход усилителя 15 рассбгласования) и на второй вход вычитающего устройства. Разностное напряжение с выхода вычитающего устройства 9 поступает на вход регистратора 10 и на дополнительный вход схемы 14 установки масштабных коэффициентов. (на вход усилителя 17 рассогласования).

Все схемы установки масштабных коэффициентов работают аналогично.

Если разностный ток на выходах вычитающих устройств не равен нулю, то на выходах усилителей 15, 16 или

17 рассогласования появляется напряжение, которое воздействует на привод движка потенциометра и изменяет величину масштабного коэффициента в сторону уменьшения разностного напряжения до нуля. При достижении линейно изменяющимся напряжением некоторого регулируемого значения, схема 11 управления отключает входы усилителей 15 и 16 рассогласования от выходов своих вычитающих устройств

7 и 8. При этом делители 18 и 19 фиксируют значения масштабных коэффициентов вычитания при первых разностях. Величина масштабного коэффициента при второй разности фиксируется делителем 20 по сигналу со схемы

11 управления при другом значении потенциала на ячейке. При этом отключается вход усилителя 17 рассог767635 ласования от выхода вычитающего устройства 9. Потенциалы фиксации величин масштабных коэффициентов первых и второй разностей должны отличаться не менее чем на 5 мВ, а настройку в целом заканчивают до потенциала начала электрохимической реакции определяемой примеси. После окончания настройки величина масштаб ных коэффициентов не изменяется и регистратор 10 регистрирует сигнал напряжения второй разности, определяемый в основном током электрохимического процесса определяемой примеси. При повторной съемке полярограммы или съемке следующего пика происходит аналогичная установка масш- табных коэффициентов. Возможность корректировки величин масштабных коэффициентов йеред съемкой каждой полярограммы и более высокая точность их установки позволяет более пол- 20 но компенсировать остаточный ток.

Прибор существенно проще в эксплуатации, так как исклюяаются какие либо предварительные измерения и все масштабные коэффициенты устанавливаются автоматически. Указанные преимущества предлагаемого полярографа позволяют более интенсивно внедрять метод инверсионной вольтамперометрии в сферу производства, для контроля технологических процессов и тем самым повысить качество выпускаемой продукции и снизить процент брака.

Формула изобретения

Полярограф вторых разностей,.содержащий источник поляризующего напря-З5 жения, выход которого подключен к потенциостату, нагруженному ячейкой, электроды которой, попарно: рабочийкомпенсирующий; компенсирующий-компенсирующий, подключены через соот-. ветствующие измерительные усилители и схемы установки масштабных коэффициентов в цепи одной из составляющей каждой пары к входам соответствующих вычитающих устройств, выходцы которых непосредственно и через

:еще одну схему установки масштабного коэффициента подключены к следующему выяитающему устройству, нагруженному регистратором, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности и чувствительности прибора в него дополнительно введена схема управления, вход которой подключен к выходу источника поляризующего напряжения, а схемы установки масштабных коэффициентов выполнены в виде управляемых делителей с автоматической установкой величины масштабного коэффициента, йричем два дополнительных входа схемы установки масштабных коэффициентов подключены к выходам соответственно схемы управления и своего вычитающего устройства.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

1. "Прикладная химия", 1944, Р 17, с. 514.

2.,"Аналитическая химия" 1976, T. ХХХ1, с. 170-171 (прототип). 7б76,36

Составитель В. Кушнев

Редактор Ковальчук Техред A.Ач Заказ 7002716 " Тирам 1019

ВН ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Юйал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор И Помо

Подписное