Устройство для измерения концентрации электролитов

 

В .Г.Воронов, М.В.Гунбин, Т.Г.Иащенко, И,Н.Бо атыреви Г.Г.Белоус

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (723 Авторы изобретения

tTl } Занвнтедь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Изобретение относится к устройст вам измерения концентрации электролитов при электрохимическом анализе и может найти применение при.измере .-. нии концентрации электролитов в гальванических ваннах при нанесении галь$ ванических покрытий.

Известны устройства для измерения концентрации электролитов, содержащее электролизер с твердым индикатор40 ым электродом, устройство очистки поверхности электрода, полярографнческую ячейку и анодный нолярограф 1), Недостатками устройств являются низкая точность и отсутствие sosMoa)5 ности проведения достаточно быстрого оперативного контроля концентрации анализируемого раствора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения концентрации электролитов, содержащее две полярографические ячейки с электродами сравнения, первая из которых со2 держит также два компенпир лощих 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, вторыми входы второго и четвертого усилите лей связаны соответственно с первым и вторым рабочими электродамн второй полярографической ячейки, а выходы второго и четвертого усилителей через сумматор соединены с первым входом измерительного прибора (2 1.

Недостатки данного устройства состоят в низкой точности измерения кон" центрации электролитов из-за отсутствия средств для восстановления рабочей поверхности стационарных твер. дых электродов, погрешностей, onpet ;деляемих материалами электродов и соединен с одним из входов элемента

И 2 и входом делителя 3 часточъ . Выход последнего соединен с одним из входов триггера 4 и со счетным входом триггера 5, Зацатчик 6 коэффициента диффузии соединен с одним из входов управляемого делителя 7 частоты, выход которого соединен с одним из втодов счетчика 8. 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 12 и

13 выходы которых через элемент

ИЛИ 14 соединены с одними из 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 полярографических ячеек 19 и 20. В ячейке l9 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 электроды 21 и 22 — в виде твердых платиновых микродисковых электродов

Компенсирующие электроды 21 и 22 соединены 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 прибо». 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, часто та следований которых зависит от состояния задатчика б коэффициента диффузии.

3 86852 свойствами электролитов, и ограничен ных функциональных воэможностях, 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 снабже- 111 но генератором тактовых импульсов, делителем частоты, двумя триггерами, счетчиком, задатчиком коэффициента диффузии, управляеиым делителем .час- тоты, 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 второго триггера соединен с пер. вым входом счетчика и четвертым вхо25 дом .измерительного прибора, выход второго триггера соединен со вторым .входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом уп.равляемого делителя частоты, второй вход которого соединен с выходом задатчика коэффициента диффузии, выход управляемого делителя частоты соединен со втррым входом счетчика, первый и второй выходы которого соеди иены с первым и вторым входами пре- М образователя код-напряжение, при этом первый выход счетчика связан с первыми 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 45 и вторым и третьим входами измеритель ного прибора, выходы второго и третьего элементов И через элемент ИЛИ соединены с четвертым входом измерительного прибора, а выход преобразо- ю вателя код-напряжение через фильтр низких частот соединен с электродами сравнения полярографических ячеек.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройст- у ва.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход, которого

8б8529 б

Выходное 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 30 10 и 11, выходные сигналы которых ком» мутируются триггером 5. При достижении 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 раствором в ячейке 19, и выходное напряжение сумматора 29 падается на измерительный прибор 15.

Запуск прибора 15 осуществляется в момент срабатывания дешифраторов

30 или 33 через элементы И 12 или 33 и через элемент ИЛИ 14. Одновременно триггер 4 и счетчик 8 устанавливаются в нулевое состояние.

Элемент И 2 закрывается до прихода очередного импульса с выхода генератора 1 тактовых импульсов.

В это время происходит деполяризация электродов ячеек. Соотношение времени деполяризации к поляризации при35 нято 1:30. В зависимости от состояния триггера 5 прибор 15 регистрирует поочередно компоненты исследуемого электролита.

Предлагаемое устройство позволяет . повысить точность измерения концентрации электролитов за счет определенного режима электрохимической очистки электродов и применения цифровой системы формирования линейно изменяющегося напряжения поляризации. Кроме то- 4 то, устройство позволяет измерять все компоненты исследуемого раствора, в.

-том числе и кислотность электролита, s процессе нанесения гальванопокрытий, что значительно расширяет функцио- 50 нальные возможности устройства, Формула изобретения

Зми измерительного прибора, выходы

Устройство для.измерения концентрации электролитов, содержащее две по-. лярографические ячейки с злектродамисравнения, первая из которых содержит также два компенсирующих электрода, а вторая — два рабочих электрода, причем первый компенсирующйй 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 входы второго и четвертого усилителей связаны соответственно с .первым и вторым рабочими электродами второй полярографической ячейки, а выходы второго и четвертого усилителей через сумматор соединены с первым входом измерительного прибора, о т л и ч а ю ш е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации электролитов и расширений функциональ— ных 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 второ го триггера соединен с первым входом счетчика и четвертым входом измерительного прибора, выход второго триггера соединен со вторым входом первого элемента М, 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 преобразователя код-напряжение, при этом первый выход счетчика связан с первыми входами дешифраторов, а второй выход упомянутого счетчика подключен ко вторым входам указанных дешифраторов, выходы дешифраторов соединены с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами первого триггера и вторым и третьим входавторого 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

868529

1, Турьян Л.И. Полярографический электролизер с твердым индикаторным электродом для непрерывного автома.тического контроля. "Заводская лаборатория", 1962, М 1, с,98-10 1.

2. Авторсное свидетельство СССР

11 448379, кл, G 01 N 27/48 (прототип) .

Составитель А. АФонин

Редактор Т. Мермелштайн Техред А. Ач Корректор Н. Стец

Заказ 8311760 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303), Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4