Прибор для идентификации пробы сплавов драгоценных металлов

 

Использование: как для контроля пробы сплавов драгоценных металлов, так и для очистки водородного электрода зонда прибора. Сущность изобретения: для увеличения точности контроля, сокращения времени очистки водородного электрода при одновременной возможности полного восстановления потенциала водородного электрода и продления сроков службы прибора в режиме очистки в качестве одного электрода используется водородный электрод и он подключен к выходу генератора тока, а другой электрод выполнен в виде проводника с малопористым серебряным покрытием, установлен в сопле зонда, подключен к входу блока компарирования с переключаемым порогом и имеет площадь контакта с электролитом больше площади сечения зонда. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в том числе к приборам для измерения пробы сплавов драгоценных металлов, которые содержат приспособления для специальных целей, например для очистки водородного электрода зонда прибора.

Известен прибор /1/, который содержит блок измерения и шприц, заполненный электролитом и содержащий два электрода, один из которых опорный водородный электрод расположен в корпусе шприца и выполняет роль катода, а другим электродом служит контролируемый образец и он выполняет роль анода.

В состав блока измерения входит подключенный к аноду генератор тока, блок управления и выборки, управляющий генератором тока и задающий интервал контроля, а также аналогово-цифровой преобразователь, подключенный к дисплею для сравнения эмпирических и контрольных результатов.

В приборе /1/ отсутствуют средства, исключающие контроль в случае появления водородного пузыря, и средства, определяющие готовность прибора к работе, что снижает удобство эксплуатации и точность контроля. Невозможность очистки водородного электрода без демонтажа шприца также снижает удобство эксплуатации.

Известно устройство для измерения пробы сплавов драгоценных металлов /2/, в котором имеется возможность блокировки схемы при появлении водородного пузыря и введены средства, позволяющие определить готовность прибора к работе. Это устройство выбрано за прототип.

Устройство /2/ содержит блок измерения и зонд с соплом, заполненный электролитом и содержащий два электрода, первым из которых является водородный электрод. Блок измерения содержит генератор тока, установленный на выходе блока управления и выборки, к переключающему выходу которого подключен блок компарирования с переключаемым порогом, выход которого подключен к входу блока звукового сигнала и через блок управления и выборки к индикатору состояния, подключенному через пороговое устройство к блоку питания, аналогово-цифровой преобразователь с усилителем, вход которого подключен к выходу генератора тока, один выход аналогово-цифрового преобразователя подключен к входу блока регистрации, а другой выход ко входу блока управления и выборки, выход которого подключен ко входу блока регистрации.

Устройство /2/ работает только в режиме измерения и роль второго электрода выполняет контролируемый образец, при этом выход генератора тока подключен в этом режиме к аноду контролируемому образцу, а выход блока компарирования с переключаемым порогом подключен к катоду водородному электроду.

В устройствах /1/,/2/ в процессе работы происходит отравление потенциала спорного водородного электрода, что влияет на точность измерения. Очистка водородного электрода безводным спиртом не дает достаточного результата, поскольку при такой очистке потенциал водородного электрода восстанавливается не в полной мере.

Технический результат предложенного технического решения состоит в увеличении точности измерений и сокращении времени очистки при одновременной возможности полного восстановления потенциала водородного электрода.

Это достигается тем, что роль второго электрода зонда в режиме очистки водородного электрода выполняет проводник с малопористым серебряным покрытием, который установлен в сопле зонда с образованием площади контакта с электролитом больше площади сечения сопла зонда и подключен к входу блока компарирования с переключаемым порогом, а водородный электрод подключен к выходу генератора тока.

Изобретение поясняется чертежом.

Прибор содержит зонд 1 и блок измерения 2. Зонд 1 выполнен с соплом 3 диаметром d и представляет собой электрохимическую ячейку из двух электродов, электрически связанных через электролит 4. Первым электродом служит стандартный водородный электрод 5, который содержит платиновую пластину. Роль второго электрода в режиме измерения выполняет контролируемый образец 6', а в режиме очистки проводник 6 с малопористым серебряным покрытием /площадь пор менее 10^-4 относительно общей поверхности/ Блок измерения 2 предназначен для формирования импульсного сигнала в режиме измерения пробы (или очистки водородного электрода). В состав блока измерения 2 входит генератор тока 7, на входе которого установлен блок управления и выборки 8, блок компарирования 9 с переключаемым порогом, индикатор состояния 10, аналогово-цифровой преобразователь 11 с усилителем, блок регистрации 12, блок звукового сигнала 13 и блок питания 14.

Блок питания 14 содержит тактовый генератор 15, таймер выключения питания 16, пороговое устройство 17, включатель питания 18 и стабилизатор 19 напряжения.

Генератор тока 7 предназначен для подачи импульсов тока на анод, роль которого в режиме измерения пробы выполняет контролируемый образец 6', а в режиме очистки водородного электрода водородный электрод 5. Катодом в режиме измерения служит водородный электрод 5, а в режиме очистки проводник 6, установленный в сопле 3. При этом катод связан с блоком компарирования 9 с переключаемым порогом, а анод с генератором тока 7.

Тактовый генератор 15 предназначен для обеспечения синхронной работы блока управления и выборки 8, блока регистрации 12 и таймера выключения питания 16.

пороговое устройство 17 предназначено для контроля входного напряжения, подаваемого на стабилизатор 19 напряжения.

Блок управления и выборки 8 предназначен для управления подключением генератора тока 7, таймера выключения питания 16, индикатора состояния 10, блока компарирования 9 с переключаемым порогом, блока регистрации 12 и блока звукового сигнала 13.

Блок компарирования 9 с переключаемым порогом предназначен для замыкания электрической цепи в режиме готовности к измерению пробы или очистки и подключает электрохимическую ячейку соответственно на режим измерения пробы (или очистки) и подачи поляризующего импульса или блокировки блока управления и выборки 8 при наличии в зонде между катодом и анодом водородного пузыря и подключен, как и блок управления и выборки 8, к блоку звукового сигнала 13.

Как в режиме измерения пробы, так и в режиме очистки сначала определяется замыкание измерительной цепи. При этом блок управления и выборки 8 подает испытательные импульсы, поступающие на генератор тока 7 и с него на анод, что необходимо для определения момента замыкания измерительной цепи, а именно для определения наличия электрического тока, проходящего через электролит 4 от анода к катоду. Наличие тока контролируется блоком компарирования 9 с переключаемым порогом, который в данном случае настроен на низкий уровень и индикатора состояния 10, который показывает готовность прибора к работе.

После обнаружения замыкания цепи блок управления и выборки 8 проверяет код на выходе аналогово-цифрового преобразователя 11 с усилителем, на вход которого поступает сигнал с анода.

В случае, если на выходе аналогово-цифрового преобразователя 11 с усилителем имеет место положительный сигнал, блок управления и выборки 8 через генератор тока 7 подает поляризующие импульсы на анод/контролируемый образец в режиме измерения или водородный электрод в режиме очистки/, одновременно переключая порог блока компарирования 9 на высокий уровень.

В устройстве предусмотрено обнаружение водородного пузыря в зонде 1. Если ток в измерительной цепи ниже уровня тока блока компарирования 9, что свидетельствует о наличии водородного пузыря в канале зонда 1 между анодом и катодом, то блок компарирования 9 блокирует блок управления и выборки 8 и включает блок звукового сигнала 13, а также индикатор состояния 10. Удаление водородного пузыря производят легким встряхиванием зонда 1.

Если ток в измерительной цепи выше тока блока компарирования 9 с переключаемым порогом, то в момент окончания поляризующего импульса блок управления и выборки 8 фиксирует сигнал с цифроаналогового преобразователя 11 с усилителем и зафиксированный в блоке регистрации 12 сигнал соответствует напряжению, определяющему пробу золота /для режима измерения пробы/.

При этом в режиме измерения происходит отравление потенциала водородного электрода 5 примесями таких металлов, входящих в драгоценный сплав, как цинк, кадмий, ртуть, медь, германий, олово, свинец, висмут и др.

Работа устройства в режиме очистки в следующем. Для очистки водородного электрода и восстановления его опорного потенциала водородный электрод подключен к выходу генератора тока 7 и выполняет роль анода.

Катодом в этом случае служит проводник 6 с малопористым серебряным покрытием, который установлен в сопле зонда 1 и подключен к входу блока компарирования 9 с переключаемым порогом. Такой проводник обладает постоянным электроотрицательным потенциалом в хлоросодержащей среде /электролите/.

При подаче диполяризующего импульса от генератора тока 7 происходит восстановление потенциала водородного электрода 5 за счет создания обратного тока.

Поверхность контакта проводника 6 с электролитом 4 больше площади сечения сопла 3, что увеличивает эффективность очистки.

Технический эффект изобретения состоит в упрощении очистки водородного электрода, сокращении времени и увеличении степени восстановления потенциала водородного электрода, что увеличивает точность работы устройства и продлевает сроки службы.

Формула изобретения

Прибор для идентификации пробы сплавов драгоценных металлов, содержащий блок измерения и зонд, заполненный электролитом, выполненный с соплом и содержащий два электрода первый, водородный, электрод и второй электрод, роль которого в режиме измерения выполняет контролируемый образец, а блок измерения содержит генератор тока, установленный на первом выходе блока управления и выборки, к переключающему выходу которого подключен блок компарирования с переключаемым порогом, выходы которого подключены к входу блока звукового сигнала и через блок управления и выборки к индикатору состояния, подключенному к блоку питания, выходы которого подключены к блоку управления и выборки и к блоку регистрации, а вход блока питания подключен к блоку управления и выборки, аналого-цифровой преобразователь, вход которого подключен к выходу генератора тока, один выход к входу блока регистрации, а другой выход к входу блока управления и выборки, второй выход которого подключен к входу блока регистрации, при этом выходы генератора тока и блока компарирования с переключаемым порогом в режиме измерения подключены соответственно к второму и первому электродам, отличающийся тем, что роль второго электрода зонда в режиме очистки водородного электрода выполняет проводник с малопористым серебряным покрытием, который установлен в сопле зонда с образованием площади контакта с электролитом больше площади сечения сопла зонда, подключен к входу блока компарирования с переключаемым порогом, а водородный электрод подключен к выходу генератора тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1