CS229166B1 - Zapojení amperometrické cely - Google Patents

Abstract

Zapojení se týká oblastí chromatografioké analýzy látek. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ke vkládáni referenčního (polarizačního) napětí na amperometrickou celu a k převodu elektrického proudu celou je využíván současně jediný operační zesilovač. Zapojení přitom umožňuje spojení cely se společným vodičem propojeným se společnou svorkou výstupu výstupního napětí. Zapojení je možno využít v chromatog- "rafii ke sledování převodu koncentrace elektrochemicky aktivní látky v proudící kapalině na výstupní napětí úměrné této koncentraci.

Description

Vynález se týká zapojení amperometrické cely pro chromatografickou analýzu látek.

Přístroje pro chromatografickou analýzu chemických látek velmi často využívají k vyhodnocování zkoumaných sloučenin převodníku, jímž se fyzikálně chemické veličiny převádí na elektrické hodnoty. Například koncentrace elektrochemicky aktivní látky je převáděna na velikost elektrického proudu pomocí dvouelektrodové amperometrické cely, kterou v průběhu měření protéká zkoumaná látka. Amperometrická cela bývá obvykle zapojena do proudookruhu s výhodou s několika zesilovacími stupni, a to tak, že jedna její elektroda je spojena se zdrojem napětí a druhá elektroda je spojena přes proudové měřidlo a společný vodič s druhým pólem zdroje napětí. Připojení společného vodiče v dosud používaných zapojeních přináší zvýšené technické nároky na zdroj napětí či měřidlo proudu. V případech, kdy nelze zařízení propojit se společnou svorkou, používá se zapojení s plovoucí svorkou. Všechna tato dosud používaná zapojení jsou více či méně náchylná k pronikání rušivých napětí do obvodu a tím i k zanášení nepřesností do měřícího procesu.

dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení amperometrické celý), něhož podstatou je, že amperometrická cela je spojena se společným vodičem a s invertujícím vstupem operačního zesilovače spojeného s regulačním odporem a napájecími vstupy paralelně se zdrojem napětí a potenciometrem, přičemž invertující vstup operačního zesilovače je ještě spojen jednak přes vazební odpor, kondenzátor s výstupem a jednak přes první kompenzační odpor s běžcem potenciometru a přes druhý kompenzační odpor s neinvertujícím vstupem operačního zesilovače spojeného ještě s třetím kompenzačním odporem spojeným se společným vodičem.

-ύ 229 IBS

Hlavní předností vynálezu je jednoduchá konstrukce, minimální spotřeba napájecí energie, možnost spolehlivého propojení amperometrické cely se společným vodičem, získání linearity převodu proudu celou a jednoduchost nastavení napětí na celu.

Vynález objasní přiložený výkres, na kterém je zakreslen praktický příklad zapojení. Základním prvkem zapojení je operační zesilovač £ napájecími vstupy spojený se zdrojem 12 napětí a paralelně připojeným potenciometrem 8, jehož běžec je spojen do uzlu mezi první a druhý kompenzační odpor 6 a J. Invertující vstup £ operačního zesilovače £ je spojen jednak s amperometrickou celou £ druhou elektrodou spojenou se společným vodičem 2 a jednak s prvním kompenzačním odporem 6, dále pak s vazebním odporem 11 a kondenzátorem 14 spojeným s výstupem 10 operačního zesilovače £. Jeho neinvertující vstup £ je spojen s druhým kompenzačním odporem 2 a třetím kompenzačním odporem X, který je spojen se společným vodičem 2. Operační zesilovač £ je kompenzačním výstupem spojen ještě s regulačním odporem 13.

Operační zesilovač £ lze použít u běžného typu, například s napájecím napětím + 2 V a s maximální spotřebou 0,25 mA při - 12 vstupním odporu řádu 10 ohmů. Poměr hodnot odporů volíme tak, že platí:

R 6 _ R 7 jrrr - ř-§ “ebo

R 11 K 9 ’ pak napětí na výstupu 10 operačního zesilovače £ proti společnému vodiči 2 se rovná součinu proudu protékajícímu amperometrickou celou £ s velikostí vazebního odporu ££. Jako zdroj 12 napětí vystačí čtyři knoflíkové baterie o napětí 1,5 V. Kondenzátor 14 cca 0,3/uF slouží k omezení šumu a k nastavení časové konstanty 0,3 vteřiny. Regulační odpor 13. například trimr slouží k vyrovnání napěíové nesymetrie vstupů operačního zesilovače £ a nastavení nuly na výstupu £0. Potenciometr 8 (může být opět trimr) je určen k nastavení napětí na amperometrické cele £,

Před vlastním měřením se regulačním odporem 13 nastaví na výstupu 10 operačního zesilovače £ nulové napětí. Pak se potenciometrem 8 nastaví na invertujícím vstupu J operačního zesilovače £ napětí požadované pro amperometrickou celu £. Při

229 198 průtoku roztoku s analyzovanou látkou amperometrickou celou χ dochází k elektrochemické reakci, která vyvolává tok proudu amperometrickou celou 1· Tento proud se projeví na výstupu JO operačního zesilovače JL jako napětí úměrné proudu protékajícímu amperometrickou celou J, a tím i úměrné koncentraci analyzované látky. Výstupní napětí na výstupu 10 operačního zesilovače £ a na společném vodiči 2 je přiváděno k registračnímu zařízení, například registračnímu milivoltmetru a podobně.

Zapojení je určeno zejména pro amperometrické cely užívané při chromatografické analýze látek. ‘

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení amperometrické cely pro chromatografickou analýzu látek, vyznačené tím, že amperometrické cela (1) je spojena se společným vodičem (2) a s invertujícím vstupem (3) operač* ního zesilovače (4)^spojeného s regulačním odporem (13) a napájecími vstupy paralelně se zdrojem (12) napětí a potenciomet* rem (8), přičemž invertující vstup (3) operačního zesilovače (4) je ještě spojen jednak přes vazební odpor (11), kondenzátor (14) s výstupem (10), a jednak přes první kompenzační odpor (6) s běžcem potenciometru (8) a přes druhý kompenzační odpor (7) s neinvertujícím vstupem (5) operačního zesilovače, spojeného ještě s třetím kompenzačním odporem (9) spojeným se společným vodičem (2).