Устройство для полярографическогоанализа

 

Союз Советских

Социалистических

РеспублнК

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ щ817578 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120279 (21) 2723973/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300381,Бюллетень N9 12 (51)М. Кл

G 01 М 27/48

Государственнмй комитет

СССР по Аман изобретений н открытий (53) УДК 543.253 (088.8) Дата опубликования описания 300381

В.В. Афанасьев, М.Р. Вяселен, К.В. Сираэиев и О.Г. Эльстинг

Казанский ордена Трудового Красног Знамени авиационнИй-— институт им. A.H. Туполева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Известно, что изменение фарадеев3О ского и емкостного токов в течение

Изобретение относится к электрохимическим методам анализа и может быть использовано в полярографичес.ком приборостроении.

Известны устройства для полярографического анализа, основанные на поляризации ртутно-капельного электрода постоянным (медленноменяющимся) напряжением и регистрации тока ячейки (Ц.

Известно также устройство для полярографического анализа, содержащее последовательно соединенные источник постоянного линейно изменяющегося поляризующего напряжения, электролитическую ячейку с ртутно-капельным электродом, временной селектор и регистратор. Выделение и измерение тока электрода производится в конце жизни капли, когда емкостной ток.имеет минимальное, а фарадеевский ток максимальное значение, т.е. в отношении полезного сигнала к помехе достигает наибольшей неличины $2) .

Известное устройство для полярографического анализа дает некоторое увеличение чувствительности (пример- но в 1,5 раза) по сравнению с классическим методом, оснонанным на регистрации постоянной составляющей тока. Однако чувствительность все же остается невысокой, что ограничивает точность полярографического анализа.

Цель изобретения — понышение чувстнительности и точности полярографического анализа. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для полярографического анализа, содержащее последоваО тельно соединенные источник постоянного линейно изменяющегося поляризую щего напряжения, электролитическую ячейку с ртутно-капельным электродом, временной селектер и регистратор, а

15 также синхронизирующее устройство, соединенное с ячейкой и формирователем строб-импульса, выход которого подключен к второму входу временного селектора, введена цепь дифференциро20 вания дробного порядка, включенная между я. ейкой и временным селектором.

На фиг. 1 показаны сигналы фарадеевского i емкостного i токов

25 ртутно-капельного электрода, на фиг. 2 - блок-схема устройства,реализующего предлагаемый способ.

817578 жизни капли описывается степенными зависимостями (фиг. 1а).

At (1) (/6 о le= Bt. (2)

-1И где А, В - коэффициенты пропорциональности, t — время.

Из (1) и (2) видно, что в конце жизни капли, соответствующем момен.ту измерения, отношение i®-=i максимально. Подвергая сигнал тока ячейки операции дифференцирования соответствующего (нецелого) порядка,можно повысить отношение сигнал/помеха в конце жизни капли. Для степенной функции вида д (операция дифференцирования дробного (нецелого) порядка С, запишется следующим образом ( где а — коэффициент пропорциональности, iX — порядок дифференцирования, Р— показатель степени, r(< P), r(1iP+ полные гамма-функции.

Преобразуя при помощи выражения (3) сигналы фарадеевскай и емкостной составляющих тока ячейки, получаем выражение для отношения сигнал/ ./помеха после дробного дифференциро-, вания

Г +-," .Г 4-" о

Г 1 -3 Г 34--М

Из (4) следует, что после преобразования тока ячейки операцией дробного дифференцирования порядкас(.,выбранного в интервале 0-2/3, отношение сигнал/помеха в конце жизни капли увеличивается.

Например, при порядке оС, близком к 2/3, отношение М значительно возрастает, так как емкостная составляющая тока преобразуется в узкий импульс, а фарадеевская составляющая после преобразования спадает пропорционально t 2(фиг. 16). Однако при .этом будет крайне высока чувствительность к отклонению пор. .дка дифференцирования о(, от принятого, поэтому в зависимости от требуемой точности анализа и возможной точности изготовления дробнодифференцирующей цепи порядок дробного дифференцирования О4 может быть выбран в интервале 0-2/3. Например, .прис6 = 0Ä5 отношение сигнал/помеха в конце жизни капли повышается примерно в 3 раза (фиг. 1в), а при ос -- 0,6 — уже в 5 раз.

Устройство содержит источник 1 постоянного (медленно меняющегося) поляризующего напряжения, электролитическую ячейку с ртутно-капельным

25 вавшись выражением (4), что время анализа уменьшается пропорционально квадрату увеличения отношения сигнал/помеха в конце жизни капли.

Предлагаемое устройство мОжет быть

Реализовано в виде самостоятельного прибора или в виде приставки к любой модели широко применяющихся в заводский и научных лабораториях постояннотоковых полярографов. Повышение чувствительности и точности анализа при использовании предлагаемого уст40 ройства дает значительный экономический эффект.

65 электродом 2, дробно-дифференцирующую цепь 3, реализованную, например, при помощи линейного резистивно-емкостного двухполюсника, временной селектор 3, регистратор 5, синхронизирующее устройство б, формирователь 7 строб-,импульса.

Устройство работает следующим образом.

Источник 1 подает на рабочий электрод 2 ячейки медленно изменяющееся по линейному закону или постоянное поляризующее напряжение. Ток ячейки через дробно-дифференцирующую цепь,3 после преобразования подается на первый 1вход временного селектора

4, который осуществляет стробирование сигнала, т.е. пропускает на регистратор 5 сигнал лишь в конце жизни капли (фиг. 1, интервал t 1+ t>).

Синхронизирующее устройство б осуществляет синхронизацию формирователя 7 строб-импульсов, который управляет работой временного селектора

4, с частотой капания ртути в ячейке.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить время анализа (при сохранении прежнего отношения сигнал/помеха). Нетрудно показать, воспользоФормула изобретения

Устройство для полярографического анализа, содержащее последовательно соединенные источник постоянного линейно изменяющегося поляризующего напряжения, электролитическую ячейку q ртутно-капельным электродом, временной селектор и регистратор, а также синхронизирующее устройство, соединенное с ячейкой и формирователем строб-импульса, выход которого подключен к второму входу временного селектора, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в него введена цепь дробного дифференцирования, включенная между ячейкой и временным селектором.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 157833, кл. G 01 М 27/48.

2. Брук Б.С . Полярографические методы. M. 1972, с. 14 (прототип).

817578 рйЯ

tz

Составитель Н. Алимова редактор E. Дичинская Техред Н.Килушак Корректор, М. Шароши

Ф

Закаэ 1336/58 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4