Электронный кулонометр с контролируемымпотенциалом

 

Союз Советскик

Социалнстичесннк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

< н800859 (61) Дополнительное к ввт. свид-вур )м. к. (22) Заявлено 110379 (21) 2735136/18-25

1 с присоединением заявки Йо G 01 и 27/42

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 300,81, бюллетень Й9 4 (53) УДК 543.252 (088.8) Дата опубликования описания 30,01,81

I (72) Авторы изобретения

M. 3. Ташчян, Р. И. Бигвава,A. Н. Могилевский и И.Г Сентюрин

", ; t 3 - тЛ(71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫИ КУЛОНОМЕТР С КОНТРОЛИРУЕМЫМ

ПОТЕНЦИАЛОМ

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано, в частности, в кулонометрии при контролируемом потенциале.

Известны кулонометры, в которых для проведения кулонометрических измерений при контролируемом потенциале используют трехэлектродную электролитическую ячейку, содержащую рабочий, вспомогательный электроды и электрод сравнения. Ячейку включают в цепь обратной связи контрольного усилителя, который обеспечивает протекание такого электролизного тока, при котором потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнения равен потенциалу, установленному на задатчике поляри.зующего потенциала. Для подключения электронного интегратора, выполняемого обычно на базе интегрирующего усилителя, в цепь рабочего электрода включают измерительный резистор, на котором при прохождении электролиэного тока выделяется напряжение, пропорциональное величине тока и подвергаемое. интегрированию. Для исключения влияния этого напряжения на величину потенциала поляризации абочего электрода дифференциальный еинвертирующий вход контрольного усилителя подключают к рабочему электроцу (1) .

Недостатком таких кулонометров является ограниченная точность под-. держания потенциала рабочего электрода относительно электрода сравнения. Это обусловлено тем, что в первое время электролиза контрольный усилитель работает при высоких входных напряжениях, так как в кулонометрии при контролируемом потенциале ток в процессе электролиза падает

15 на несколько порядков. Кроме того; величина этого напряжения, т.е. величина интегрируемого сигнала, а следовательно, и точность интегрирования ограничены допустимым значением входного напряжения контрольного усилителя.

Известен также кулонометр, в котором точка соединения рабочего

25 электрода ячейки и измерительного резистора поддерживается при потенциале Земли. Такой кулонометр содержит подключенную к выходу контрольного усилителя трехэлектродную электройО;литическую ячейку, в цепь рабочего

800859 электрода которой включен измерительный резистор преобразователя токнапряжение, и дифференциальный инте-. грирующий усилитель 2) .

Недостаток указанного кулонометра состоит в снижении точности интегрирования. Это обусловлено тем, что выходной сигнал дополнительного усилителя, подаваемый на интегратор равен

UNHi= 33 "„„+ h,Ui 10 где 3 - ток электролиза; й„ „- сопротивление измерительного резистора;

Ь0 - сигнал погрешности, образуемый алгебраическим сложением: дрейфа нуля дополнительного усилителя и статической ошибки, обусловленной конечным значением коэффициента усиления и динамическими свойства- 20 ми дополнительного усилителя.

Следовательно введение дополнительного мощного усилителя вносит дополнительную погрешность интегрирования электролизного тока. Кроме того, тре — р бования,предъявляемые к этому усилителю, высоки (в частности, усилитель должен обладатЬ дрейфом нуля меньшим, чем у интегрирующего усилителя и . одновременно обеспечивать максимальный выходной ток такой же, как у .контрольного усилителя), что значительно усложняет конструкцию дополнительного усилителя — приходится вводить в. этот усилитель дополнительный канал усиления МДМ с преобразованием сигнала.

Цель изобретения — повышение точности интегрирования электролизного тока и упрощение конструкции электронного кулонометра с контролируемым 4() потенциалом.

Поставленная цель достигается тем, что неинвертирующий вход интегрирую- щего усилителя подключен к рабочему электроду. 4S

На чертеже приведена схема предлагаемого кулонометра.

Кулонометр содержит трехэлектродную электролитическую ячейку 1,включающую рабочий и вспомогательный 50 электроды, а также электрод сравнения, подключенную к выходу контрольного усилителя 2, один из входов (инвертирующий) которого подключен к электроду сравнения, а другой к задатчику 3 поляризующего потенциала преобразователь 4 ток-напряжение, состоящий из измерительного резистора Б и дополнительного усилителя б, и электронный интегратор

7, выполненный по компенсационной ф) схеме на основе дифференциального интегрирующего усилителя 8. Выход интегрирующего усилителя 8 подключен к управляющему элементу 9 гистерезисного переключающего устройства ф5!

10 (например электромагнитного реле), подключенному к источнику 11 эталонного компенсйрующего напряжения и входу 12 интегрирующего усилителя- 8.

Неинвертирующий вход 13 последнего подключен к входу измерительного резистора, подсоединенному к рабочему эяектроду ячейки 1. Электронный хронометр 14 суммирует показания.

При работе кулонометра контрольный усилитель 2 регулирует ток через ячейку 1 с величиной и полярностью, при которых потенциал рабочего электрода относительно. электрода сравнения равен потенциалу, установленному на задатчике 3 поляризующего потенциала. Электролизный ток, протекая через измерительный резистор 5, образует падения напряжения

3э„" Rиъм Это напряжение компенсируется дойолнительным усилителем б:и .тем,самым обеспечивается поддержание потенциала рабочего электрода при потенциале Земли. На вход 12 интегрирующего усилителя.8 подается напряжение U = 1эд RR +6U а на неинвеРтирующий вход 13 -6U. В этом случае интегрированию подвергается только слагающая 3 ° RR, что исключает погрешность, обусловленную введением дополнительного усилителя.

При достижении выходного напряжения интегрирующего усилителя 8 уровня срабатывания переключающего устройства последний срабатывает и подключает ко входу интегрирующего усилителя 8 последовательно со входным сигналом сигнал источника 11 компенсирующего эталонного напряжения. Одновременно переключающее. устройство запускает суммирующий хронометр 14.

По мере уменьшения выходного напряжения интегрирующего усилителя до нуля переключающее устройство отключает источник 11 эталонного напряжения и останавливает хронометр 14. Описанное периодически повторяется в течение всего времени интегрирования электролизного тока. ПоКазания хронометра 14 пропорциональны количеству электричества, затраченного на электролиз.

Подключение неинвертирующего входа интегрирующего усилителя к выводу измерительного резистора, соединенному .рабочим электродом ячейки, позволяет повысить точность интегрирования электролизного тока и упростить конструкцию дополнительного усилителя, благодаря исключению влияния на интегрирование параэитного напряжения, обусловленного введением дополнительного усилителя.

Формула изобретения

Электронный кулонометр с контролируемым потенциалом,. содержащий

800859

Составитель В. Кушнев

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Н. Григорук

Редактор И.Михеева

Заказ 10409/58 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уя город, ул. Проектная, 4

"подключенную к выходу контрольного усилителя трехэлектродную электролитическую ячейку, в цепь рабочего электрода которой включен измерительный резистор преобразователя ток- . напряжение, и дифференциальный интегрирукиций усилитель, о т .л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьзаения точности интегрирования электролиз ного тока, неинвертирукищий вход интегрирующего усилителя подключен к рабочему электроду.

" Источники . информации, принятые .во внимание при экспертизе

1. Ana I Chem, чо1 31, 1959, 9 4, р, 488-491.

2. Anal. Chem., vol 37, 1965, Ь 6, р. 686-,,687 (прототип) .