CZ208796A3 - Method of controlling chemical treatment of a solution and apparatus for making the same - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předložený vynález se týká regulace přívodu chemikálií na úpravu vody. Zejména se předložený vynález týká použití voltametrického proudového měření jako zpětnovazebního

--- ίι^ι Ι·ΙΙ·ιίΙ. ................ I) II.MI.1.11—! INI Ml.l ·ιιιιιι 1«. I i— II liaimi í !! .111..1.1 . I. . I I IIIIIMIII signálu' pro regulátor, kteřy^^zájišťuje dvoupolohovou regulaci nebo dávkovači regulaci zavádění chemikálií pro úpravu vody a odpadní vody.

Dosavadní stav techniky

Do vody pro průmyslové procesy, ohřívače vody a chladící vody se pro použití jako mikrobicidy, inhibitory koroze, inhibitory kotelního kamene atd. přidává široká škála chemikálií. Podobně se chemikálie přidávají do odpadní vody pro podobné účely nebo jako čistící činidla, jako jsou srážedla těžkých kovů, flokulační činidla a podobně.

Existuje celá řada důvodů, proč je žádoucí regulovat hladinu těchto přísad ve vodním systému. Přidávání příliš mnoho upravující chemikálie, t.j. přeplnění, je zbytečně nákladné a může zabránit, aby byl program úpravy co do nákladů efektivní, Předávkování může způsobit, že se ve vypouštěné vodě objeví nepřijatelně vysoké hladiny upravujících chemikálií, která naopak může představovat prioblémy, které mají vliv na životní prostředí, a může být na překážku procesu v zařízeních na úpravu biologického odpadu. Tímto způsobem může předávkování způsobit, že bude průmyslové zařízení nedovoleně překračovat povolené vypouštění své odpadní vody.

Přivádění upravujících chemikálií v příliš malé dávce, to jest nedostatečné napájení, bude dále způsobovat, že bude program úpravy neúčinný. V případě použití mikrobicidu nesmí být pro regulaci růstu mikroorganismů přítomno mnoho

-chem ί kál jp v případě úpravy vody využívající srážedla pro takzvané těžké kovy, to jest ’ takové přechodné kovy, které jsou toxické a budou, pokud se vypustí do řek, jezer nebo dalších přírodních zdrojů vody, způsobovat škody na životním prostředí, bude nedostatečný přívod srážedla umožňovat vypouštění toxických hladin těžkých kovů. Takto může také nedostatečný přívod způsobit, že bude průmyslové zařízení překračovat povolené limity vypouštění své odpadní vody. Tak může mít porucha regulace hladin chemikálií na úpravu vodý zretexné sxodlrve následky pro zxvotnx prostreórPro regulování přívodu chemikálie na úpravu vody byly narženy dvě technologie. U první technologie řízení se upraující chemikálie přidává, dokud se nezjistí malý přebytek' a pak. se přidávání- chemikálie; .zastaví co možná nejdříve,, aby se minimalizovalo, předávkování. . Ideálně... by nebyl použit žádný přebytek upravující chemikálie. Tento pracovní postup je velmi podobný titraci. Jeden příklad situace, ve které ...se tento .pracovní. postup používá, se týká. srážení . olova. (Pb++) nebo mědi. (Cu++) z. proudu, odpadní. vody za využití dimethyldi.thiokarbamátu., sodného... · Použilo-.by se přesné množství upravující chemikálie , které je vyžadované stechiometrií .reakce kov-dithiokarbamát poněvadž pro zajištění úplného těchto kovů z odpadní vody není potřebná značná hladina přebytku iontu dimethyldithiokarbomátu. Protože je zbytečné znát aktuální hladinu přebytku upravující chemikálie ve vodě, nemusí být způsob používaný pro zjišťování upravující chemikálie velmi precizní nebo přesný; a široké lineární rozmezí nebude nepostradatelné. Doba odezvy musí být nicméně velmi rychlá, aby se minimalizovalo předávkování, a metoda musí být dost citlivá, aby dávala detekovatelnou odpověď na nízkou hladinu přebytku upravující chemikálie. ' '

U druhé navržené technologie řízení se chemikálie na úpravu vody přidává do té doby, než nastane ve vodě přesně stanovená hladina koncentrace chemikálie, a dodatečná chemikálie se přidává, když je potřeba zajistit tuto hladinu. Jeden přiklad situace, ve které by se tento pracovní postup použil, je přidávání mikrobicidu do podsítové vody v papírenském stroji. Určitá hladina, mikrobiocidu, často 100 nebo méně, bude pořebná, aby, se zabránilo růstu mikroorganismů, a bude nezbytné zajistit tuto hladinu”' v” určitých” mezích’?’* Pokud *hládiná“*mikról5ióci'du ' ~ klesne příliš nízko, může začít populace mikroorganismů růst na úrovně, které budou zasahovat do činnosti papírenského stroje.’ Na druhé straně, pokud je hladina mikrobiocidu příliš vysoká, bude použití přebytečné chemikálie znamenat plýtváni penězi. To může způsobit problémy při výrobě , ,_k papíru, jako je například ztráta barvy papíru, a chemikálie· se může objevit v odpadní vodě z papírny a tak může způsobí^ .,¾ problémy s vypouštěním odpadní vody. Postup používaný pro^: měření hladiny upravující chemikálie ve vodě musí být dostatečně přesný, aby správně určil, zda je hladina ® upravující chemikálie v požadovaném rozsahu. Ačkoli jsou ,/¾ doba odezvy a citlivost také důležité, nebudou tyto. charakteristiky obecně tak kritické pro tuto situaci jako pro výše popsanou technologii řízení titračního typu. Na citlivosti se pouze vyžaduje, aby byla dost vysoká na to, aby. provedla přesné určení směsi při zvolené hladině použití. Jakmile se v systému nastaví požadovaná hladina upravující chemikálie, budou změny hladiny' relativně pomalé a rychlá odezva nezbytná pro zastavení přidávání upravující chemikálie u výše popsaného postupu úpravy nebude potřebná.

Návrh příslušenství regulace a, technologie, která se může použít pro uskutečnění obou. těchto způsobů regulace,, je důležitým předmětem tohoto patentu.

Jak je ukázáno na obrázku 1, regulace jakéhokoli procesu úpravy vody, jako je srážení těžkých kovů z odpadní vody, vyžaduje tři základní složky:

-L,—Přívodní—zařízení—'.Ί Ω2 nhpimikál.ift,pm které bude..

nezbytné, abý mohla'být rychlost, to jest rychlost přívodu, regulována elektricky. Toto přívodní zařízení bude obvykle čerpadlo pro přivádění kapalných upravujících chemikálií například z objemové zásobárny 104 upravující chemikálie, avšak pro přivádění pevných upravujících chemikálií může být použit šnekový podavač vybavený motorem s měnitelnými otáčkami.

2. Pro detekování objemu upravující chemikálie, která je v systému nebo kterou systém potřebuje, bude nezbytné čidlo' 106 a přidružená elektronika 108. Toto čidlo 106 bude produkovat zpětnovazební signál, který je posílán do regulátoru..

3. Regulátor 110 bude.· nezbytný, .aby (a) porovnával·. . zpětnovazební., signál z čidla.. 106 se signálem,, který, by odpovídal požadované hladině upravující chemikálie, a (b) prováděl takové regulační zásahy v přívodním zařízení chemikálie., aby hladina upravující chemikálie, z jištěná .· vévodě korespondovala s hladinou požadovanou..

Aby se zajistila . regulace / hladiny používané, chemikálie.. . na úpravu vody, musí být v nějaké formě přítomné tyto tři zz...: komponenty z Zejména je. zákonité, že sa - nedá- dosáhnout účinné - regulace, pokud chybí zpětná vazba. V některých případech může funkci jedné nebo několka z těchto komponent představovat člověk. Například u nej jednodušší možné sestavy může obsluha odebírat vzorek vody, chemicky ho analyzovat, což je funkce čidla, vypočítat a zvážit množství potřebné upravující chemikálie, což je funkce regulátoru, a upravující chemikálii přidat manuálně, což je funkce přívodního zařízení chemikálie. Pro mnohé operace by bylo nicméně výhodné provádět tyto funkce automaticky. Automatická regulace je-v mnoha případech méně nákladná než regulace manuální a vhodně navržený automatický systém by měl být schopný regulovat hladiny upravujících chemikálií přesněji a spolehlivěji než lidská obsluha. Automatické regulátory, .které se pro tento účel mohou použít,· budou provádět regulační algoritmy zapnuto/vypnuto (ON/OFF) nebo proporcionálně/integrálně/ derivační (PID) a jsou k dostání od řady výrobců, jako je Honeywell, lne. z Minneapolis, Minnesota a Fenwal, lne. z Ashland, Massachusetts. Primárním úkolem tohoto patentu je předložit automatickou regulaci schopnou”' poskýťňoút^^díky* použití^--” voláme trických čidel požadovaný zpětnovazební signál.

Existují dva základní přístupy, které mohou být použity pro vytvoření zpětnovazebního signálu pro regulátor. U prvního z těchto dvou přístupů odpovídá čidlo 106 přímo koncentraci upravující chemikálie přítomně ve vodě a generuje zpětnovazební signál přímo úměrný ke koncentraci upravující chemikálie. Jinými slovy, zpětnovazební signál roste tehdy, když roste hladina upravující chemikálie. Jeden příklad takové aplikace by se mohl týkat použití glutaraldehydu nebo dithiokarbomátové soli pro . regulacirůstu mikroorganismů ve vodě. Jedno vhodné čidlo 106 by přímo reagovalo na hladinu mikrobiocidu ve vodě.

Podle druhého přístupu může čidlo 106 spíše než na hladinu upravující cheikálie reagovat na nějakou látku ve vodě, s níž má upravující chemikálie reagovat. Tímto způsobem by čidlo 106 generovalo zpětnovazební signál, který je nepřímo úměrný k hladině upravující chemikálie. Zpětnovazební signál by se jinými slovy zmenšoval, když by hladina upravující chemikálie stoupala. Jeden příklad takové aplikace by se mohl týkat použití dimethyldithiokarbomátu sodného pro srážení určitých přesně stanovených těžkých kovů z proudu odpadu. V systému, který obsahuje velmi omezenou rozmanitost kovů, by bylo možné poskytnout zpětnovazební signál pro každý kov za použití anodické proužkové voltametrie. Jeden spřažený přístroj pro prováděni tohoto typu měření je k dostání u Ionics, lne. z Wátertown,

--Massachusetts..- — ;

Některé situace budou vyžadováf~póúži'ti zpětnovazebních signálů, které budou přímo úměrné hladině upravující chemikálie v systému. Jedím příkladem tohoto případu by bylo zachování dané hladiny mikrobiocidu, jak bylo popsáno shora. Další příklad by zahrnoval použití soli dimethyldithiokarbomátu pro srážení řady iontů kovů z proudu odpadu. V tomto případě by bylo zbytečné stanovovat hladinu každého z iontů kovu v odpadní vodě, aby se upravovalo množství přidávaného dithiokarbomátu; bylo by pouze nezbytné ' nastavit a' udržovat předem stanovenou hladinu přebytku dithiokarbomátu v proudu odpadu. Pokud je v odpadní -vodě dostatečná úroveň přebytku · dithiokarbomátu, .pak lze . předpokládat, že byly vysráženy. všechny, .z rozpuštěných·, těžkých: kovů. Stanovení-koncentrace, dithiokarbomátu-¹.by bylo daleko jednodušší než stanovení hladin všech těžkých kovů v. odpadní vodě.

Na druhou . stranu.- budou... určité - situace -‘vyžadovat-použitx**. zpětnovazebního, signálu-,; který- je nepřímo-;-spojený-s -hladinou.r . upravující,, chemikálie, v systému.. Pro. situace;., které?- setýkají odstranění toxických látek z proudu odpadu, je tato .ciT.technologi.ea:žádoucí-protože zpětnovazební -signál -.-reguluje_; nejen přivoď upravující chemikálie, nýbrž také poskytuje přímé zaznamenatelné měření hladiny toxické látky v proudu odpadu. Záznamy těchto měření mohou- být použity pro dokumentování'shody nebo neshody s vypouštěním odpadní vody, které je zařízení povoleno. Například povolená výpusť zařízení na úpravu odpadní vody, které pro srážení těžkých kovů využívá dimethyldithiokarbomát sodný, může mít limitní mez hladiny iontu dimethyldithiokarbomátu, který může být přítomný ve finální vytékající vodě. Čidlo 106, které reaguje přímo na hladinu- přebytku iontu dimethyldithiokarbomátu v proudu odpadu, může být použito pro vytváření zpětnovazebního signálu pro regulaci přívodu

Ί roztoku iontu železa, který reaguje s iontem dithiokarbomátu a tak přebytek iontu dithiokarbomátu sráží. Zaznamenávání snímané hladiny iontu dithiokarbomátu, to jest zpětnovazební signál, bude prověřovat, proudu odpadu přiměřeně upravující chemikálie vřazená do systému, že byl iont dithiokarbomátu z odstraněn. Bohužel ne všechny toxické látky, které se musí z vytékající odpadní vody odstranit, mohou být určeny bez obtíží analytickými postupy začleněnými' do šyštémuF Dalším 'důležitým cílem tohoto vynálezu je vytvořit způsob generování zpětnovazebních signálů, které se mohou použít pro přímou nebo nepřímou regulaci přívodu chemikálií na úpravu vody a pro dokumentování shody s povolenou výpustí odpadní vody.

Aby se vytvořil efektivní zpětnovazební signál, musí čidlo 106 provést kvantitativní analýzu upravené vody nebo proudu odpadu, aby zkontrolovalo hladinu požadované, Aby mohly být použity pro měření bylo automatizováno mnoho běžných laboratorních technologických postupů. Vybavení pro kolorimetrickou analýzu pro vřazení do systému je k dostání u Hach Co. z Loveland, Colorado. Podobně bylo vybavení pro; turbidimetrické analýzy pro vřazení do systému popsáno v US patentu č. 4,923,599.

Elektrochemická měření jsou velmi .vhodná jako základna pro vytváření zpětnovazebního signálu z více důvodů:

(1) Mnoho z chemikálií používaných při úpravě vody nebo odpadnívody může být stanoveno za použití elektrochemických pracovních postupů.

(2) Vybavení nezbytné pro elektrochemická měření je ve srovnání s vybavením nezbytným pro kolorimetrická měření nebo pro chromatografická měření (HPLC) levné.

(3) Elektrochemická čidla jsou doslova jednoduchá a jsou typicky robustní a spolehlivá. Na rozdíl od kolorimetrických

S·' a turbidimetrických měření vřazených do systému, která by vyžadovala Čerpadla pro udržování části upraveného nebo

-odpadního—proudu—protéká jí r. i ho optickými bnňlcaml,πατπα j í elektrochemická čidla pohyblivě části, které máji vysokou pravděpodobnost poškození.

(4) Elektrochemická čidla se snadněji udržují než kolorimetrická nebo turbidimetrická, která vyžadují čas a intenzivní vyklizení a uklizení laboratoře. Tento znak je důležitý, protože vystavení vlivu upravených nebo odpadních proudů, zejména proudů obsahujících vysokou hladinu sražených solí, bude rychle znečisťovat povrch jakéhokoli měřícího přístroje. Je-li elektrochemické čidlo dostupné, může být pro udržování elektrody dostačující jednoduché manuální otření. Nedostupná čidla vyžadují zvláštní techniku čistění.

Navržená technika .pro provádění elektrochemických, měření... zahrnuje' potenciometrické'..postupy,·.: které - se týkají měření..·..· napětí, které se vyvíjí v závislosti na povrchu elektrody, když se noří do roztoku. Napětí se měří proti referenční elektrodě, jako je dvojice. stříbro./chloride stříbrný(Ag/AbCl) nebo saturovaná kalomelová. elektroda.· (SCE).

Zařízení na měření: napětí ..používaná:, pro:, tuto. techniku:: musejí - . být přitažlivá co možná malým proudem procházejícím — elektrodami - tak, - aby - se. -potenciály elektrod ,₇ -měřením · --neměnily. Jinými slovy se musí použít měřící obvod s velmi vysokou impedancí. U ideálního potenciometrického měření by elektrodami neměl procházet vůbec žádný proud. V praxi jsou navržené obecně používané obvody měřící napětí, u kterých _ Ί H prochází elektrodami méně než pikoampér (1 pA nebo 10 ampéru). Maximální vstupní proudy mohou být v malém femtoampérovém rozsahu (fA nebo IO¹⁵ ampér) dosaženy při použití proudově použitelných elektrometrických zesilovačů, jako je zesilovač AD549L vyráběný Analog Devices, lne. z Norwood, Massachusetts.

Nicméně používání potenciometrických měření pro generování zpětnovazebního signálu v řídícím - systému neposkytovalo uspokojivé výsledky. Pro začátek je napětí, které se měří při' potenciometrickém určení, přímo úměrné logaritmu koncentrace látky, která se měří. Tento logaritmický vztah vužaduje komplikované . elektronické vybavení, aby se získal zobrazený přehled naměřené koncentrace, například %, pulsová polohová modulace a tak dále. Proto snižuje logaritmický vztah získaný při - ....... .....- - ........ .....'-; .....-----.....- ........ ..,.... .....—--------------------- ------- ....... ... .-----potenciometrických ' měřeních přesnost a rozlišitelnost stanovení koncentrace a toto omezení snižuje přesnost, s níž může být hladina koncentrace regulována. Tento regulační systém nemůže být jinými slovy schopen zjišťovat a reagovat na změny koncentrace upravující chemikálie ve vodě, pokud nejsou tyto změny značné, to jest změny se součinitelem 2 až.

3. nebo více. ,

».

Dále může být doba odezvy pro potenciometrická měření velmi pomalá, zejména pro. iontově selektivní elektrody používané v roztocích, které obsahují velmi nízké koncentrace chemikálie pro analýzu. Tato doba odezvy může být řádově v minutách a zpětnovazební signál s takto pomalou dobou odezvy nemůže dávat regulátoru dost času na reakci na změnu koncentrace v systému, zejména u průtokové jonstrukce. V době, kdy takovéto čidlo reagovalo na náhlou změnu požadavkem na upravující chemikálii, by pro kontrolní systém mohlo být příliš pozdě, aby zreguloval rychlost napájecího zařízení chemikálie, aby zajistil odpovídající hladinu upravující chemikálie v proudu. Během doby, kdy čidlo reaguje na změnu požadavku na upravující chemikálii, bude odpadní voda, která se vypouští, upravována, nedostatečně, nebo bude obsahovat značný přebytek upravující chemikálie. V každém případě může být překročena povolená výpusť zařízení.

Navíc může být . provedení měřících obvodů . s extrémně vysokou impedancí, které se pro potenciometrická měření vyžadují, vážně znehodnoceno, přítomností vlhkosti nebo chemického znečistění,, které jsou .pro průmyslové . prostředí • τ··

- 10 přirozené.

; ¹

Nakonec je měření smíšeného potenciálu', jako jé určeni oxidačně redukčního potenciálu (ORP), čistý výsledek vlivu více faktorů, jako je pH a přítomnost oxidačních nebo redukčních činidel. Není to způsob pro rozeznávání nebo rozlišení různých složek, které měřený potenciál určují.

Podstata vynálezu

Podle toho se stávající vynález orientuje na regulační crr c · VFo p a a tí . t^a^a^a^a «*1** ΐ· “· a *«4 Awm ** «V <>. . «*4. a a. a .. .

těchto problémů způsobených omezeními a nevýhodami souvisejícího stavu techniky.

Aby se dosáhlo těchto a dalších výhod a v souladu s cílem, vynálezu, . jak: je provedený: a rozsáhle.:. popsaný, zahrnuje vynález přivádění ...vnějšího: napětí . přes.'.referenční-, elektrodu a pracovní' elektrodu do- roztoku, který- se upravuje, měření proudu, který protéká pracovní elektrodou, převádění.'naměřeného....proudu, na.:. napětí ,.,. které: .je. úměrné-, množství upravující;, chemikálie· ...v,:: roztoku,.... který.;- se·, .má.:, upravovat', a zesílení:. převedeného'.', napětí..... pro . vytvoření:, zpětnovazebního signálu.

Podle dalšího aspektu... vynález zahrnuje—_ přivádění-požadovaného vnějšího napětí, měřeného mezi referenční elektrodou a pracovní elektrodou, pres počítací elektrodu a pracovní elektrodu do roztoku, který se upravuje, použití pracovní elektrody pro měření proudu, který protéká roztokem, převádění naměřeného proudu na napětí, které je úměrné množství upravující chemikálie v upravovaném roztoku, a zesílení převedeného napětí pro vytvoření zpětnovazebního signálu.

~ · Je třeba chápat, že jak předcházející obecný popis, tak i následující popis podrobný slouží jako příklad a objasnění a jsou určené k tomu, aby poskytly další vysvětlení vynálezu, jak je definován.

Zahrnuty jsou i doprovázející výkresy, aby poskytly další pochopení vynálezu, které.jsou začleněné a představují část podloh zobrazující řadu tělesných provedení vynálezu a spolu s popisem slouží pro vysvětlení principu vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Doprovázející výkresy, které jsou zahrnuté do .podloh a představují jejich' '“'část' “ zobrazuji tělesná provedení vynálezu a společně s popisem slouží pro objasnění cílů, výhod a podstaty vynálezu. _r

Na výkresech je: .

obr. 1 - blokové schéma přívodního systému chemikálie;

obr. 2 - schéma zapojení volametrického systému se dvěma.

elektrodami zkonstruovaného v souladu s prvním:;' provedením vynálezu; u?

- schéma zapojení stejnosměrného potenciostatu zkonstruovaného v souladu s druhým tělesným provedením vynálezu; -z,

- schéma zapojení čistícího obvodu elektrody zkonstruovaný v souladu s třetím provedením vynálezu;

obr. 5 - schéma zapojení čistícího obvodu elektrody zkonstruovaný v souladu se čtvrtým tělesným ' provedením vynálezu a obr. 6 - schéma zapojení diferenciálního stejnosměrného potenciostatu zkonstruovaného v souladu s pátým provedením vynálezu...

Příklady provedení vynálezu

U systému na regulování přívodu chemikálií na. úpravu vody se může stanovovat zpětná vazba prováděním elektrochemických měření , využívajících voltametrických způsobů, které zahrnují přívod napětí do roztoku přes dvě elektrody a měření proudu, který mezi těmito elektrodami protéká. Ta elektroda, na které dochází k požadované oxidaci nebo redukci,- senazývá pracovní elektroda a apTikóvaný potenciál (napětí) na povrchu této elektrody se měří oproti témuž typu referenční elektrody, která se používá pro provádění potenciometrických měření. U příkladu zahrnujícího použití dimethyldithiokarbomátových iontů pro srážení kovových iontů z odpadní vody jsou ionty dimethyldithiokarbomátu oxidovány na pracovní elektrodě při použitém potenciálu +300 milivolt versus Ag/AgCl. Pracovní elektroda meri. elektricky proud profekajxcr roztokem jako výsledek této oxidační reakce přímo úměrný hladině dithiokarbomátových iontů ve vodě a může být tedy zesílen pro využití jako zpětnovazební.signál pro regulaci čerpadla.

přivádějícího ionty dithiokarbomátu/ do;. systému ... Podobně, může, ...·.

být tedy nastavováním . přiváděného , napětí ;. měřen. :..elektrický.. :; , proud, který- je úměrný- koncentraci- aldehydu, - .jako- je · formaldehyd, glutaraldehyd, nebo směs, která je schopná uvolňovat , kteroukoli', z těchto..- sloučenin..do.; procesu , nebo. ..:. , odpadní, vody: Tento...proud, se může. převádět: na^-, napětí, “ a* .

zesilovat pro. využití.....jako. .zpětnovazební ./signál upr o;: regulaci a;

čerpadla, které aldehyd do systému přivádí.

— V. -.. některých- případech, - může nicméně-... měřící- zařízení — stejnosměrného proudu (DC), které se používá u výše popsaného voltametrického postupu, poskytnout proměnlivý signál, což znesnadňuje měření a zjištění přesné hladiny upravující chemikálie v systému. Proměnlivý průběh tohoto měřícího signálu je zaviněný pohybem vzorku roztoku kolem povrchu pracovní elektrody. Tento pohyb může být způsobený konvekcí tepla i mícháním upravované vody mechanickým míchadlem. Přítomnost vysoké hladiny suspendovaných látek ve vodě, -která se má upravovat, - jako je jílová kaše, přináší další komplikaci oběma způsobům regulace tím, že suspendované látky budou bránit difúzi molekul upravující chemikálie na povrchu elektrody, což má za následek rozpad měřeného signálu s časem.

Oba z těchto problémů mohou být zmírněny použitím techniky chronoamperometrie, u které je použité napětí sled impulzů namísto ustáleného stejnosměrného napětí. Mezi pulzy je použité napětí udržováno na úrovni, při které je malá nebo žádná oxidace nebo redukce upravující chemikálie a měřený jednotkový proud je . tedy zanedbatelně malý. Aplikované napětí' je nicméně během pulžů posunuto” ha ’úroveň^ při které je upravující chemikálie oxidována nebo redukována. Proud, který se měří během aplikace použitého napěťového pulzu, jě původně velni vysoký arychle klesá na úroveň ustáleného stavu. Složka signálu, která se s časem rozpadá, je součet nefaradaického nabíjecího proudu ia faradaického signálu, který je funkcí koncentrace upravující chemikálie, která se má měřit. V jakémkoli daném čase po aplikaci napěťového pulzu bude faradaický proudový signál přímo úměrný koncentraci upravující chemikálie ve vodě. Nefaradaický nabíjecí proud doznívá rychle ( řádově v milisekundách pro elektrody s obnaženými povrchy ne většími než několik Čtverečních milimetrů), a tak se může ignorovat počkáním několik milisekund po počátku aplikace pulzu před tím, než se měří jednotkový proud. Jednotkový proud se. má měřit v přesně stanoveném čase po počátku aplikace napěťového pulzu a proudový signál, který se v tomto čase naměří, musí být uložen, dokud není aktualizován během následujícího napěťového pulzu. Pro vytváření napěťových pulzů a. pro ovládání vzorkovacího obvodu s pamětí, který ukládá do paměti měření jednotkového proudu mezi napěťovými pulzy, jsou nezbytné přesné časovači obvody.

Na obrázku 2 je znázorněné jedno výhodné provedení dvouelektrodového obvodu pro vytváření zpětnovazebného signálu v regulačním systému. Operační zesilovač Ul, jako jsou analogové přístroje AD549, se použije jako převodník proud-napětí, pro který se negativní zpětná vazba zajišťuje nHpn-rem RA Napětí _r které se objevuje na výstupu zesilovače

Ui> bude rovno R3 x proudměřený práčóvrií‘elektrodou .......

připojenou ke svorce 10. Ježto může být měřený proud v malých voltametrických jednotkách řádově v nanoampérech nebo menších, vyžaduje se použití operačního zesilovače s nízkým vstupním proudem, s výhodou méně než 1 pikoampér. Napětí, které se přivádí na pracovní elektrodu, se měří‘vzhledem k zemi, svorce 12, k níž je připojená referenční elektroda, a objevuje se na vývodním kolíku 2 zesilovače Ul. Protože zesilovač Ul pracuje s negativní zpětnou vazbou, budou - napiětí na vývodních kolíkách 2 a 3 (příslušných invertujících a neinvertujících vstupech) vzájemně rovná a budou určená- výstupem napěťového sledovače U2jako ' jsou analogové přístroje. AD7.07 .· OdporyR4, R5 a R6 vytvářejí. dělič napětí., který;·se používá .pro.:volbu;..vstupního.;.napětí--a— . tedy výstupního napětí napěťového sledovače U2. Odpor R7 omezuje průtok proudu do neinvértujícího vstupu napěťového sledovače U2.

Trimpoty Rl a R8 se používají pro vynulování vstupních:; . odchylných napětí: pro: .zesilovač:.- Ul. respektive; napěťový.™. sledovač U2. Odpory R2 a R9 omezují průtok proudu

--.·. -seřizovacími obvody -vstupní- -odchylky -pro- zesilovač—Ul— _; respektive napěťový sledovač U2. Kondenzátory Cl, C2, C3 a C4- se používají·, aby se zabránilo hluku a chvění napájecího zdroje.

Dvouelektrodový obvod z obr. 2 je jednoduchý obvod, který vytváří účinný zpětnovazební signál na koncovce JI pro regulační systém.

Když prochází referenční elektrodou spojenou se svorkou 12 proud, může nastat oxidační nebo redukční reakce měnící komponenty referenční elektrody; V závislosti na konstrukci elektrody můžé - tato- změna měnit, potenciál referenční elektrody, oproti níž se měří napětí přivedené na pracovní elektrodu. Napětí, které se přivádí na pracovní elektrodu, se takto posune, když touto jednotkou prochází proud, a tento posun v přiváděném napětí může měnit měřený jednotkový proud. Tímto způsobem se může.do měření jednotkového proudu zavést chyba a ta zase zavádí chybu do zpětnovazebního signálu.

Když dále protéká proud vzorkovým roztokem mezi elektrodami, vyvolá se mezi elektrodami pokles napětí, který j e~ úměrný k~ jednotkovému proudu*?* Ohmů v zákon stanovuje, že tento pokles napětí bude rovný odporu roztoku násobenému jednotkovým proudem. Tento pokles napětí bude samozřejmě snižovat napětí, které se přivádí na pracovní elektrodu, a rozsah tohoto snížení bude záviset na velikosti jednotkového proudu. Jak je popsáno výše, bude chyba v přiváděném napětí, překládána do chyby v jednotkovém proudu a následkem toho sé. objeví chyba ve zpětnovazebním signálu posílaném regulátoru pro přívodní zařízení chemikálie. U druhého provedení je pro vytváření zpětnovazebního signálu v regulačním systému vytvořený tříelektrodový obvod znázorněný na obrázku 3. V tomto měřícím obvodu, který je: také známý jako potenciostat, se přivádí vnější napětí mezi·, počítací elektrodu a pracovní elektrodu, které jsou na obr. 3 znázorněné ponořené do roztoku. Toto vnější napětí se automaticky upravuje tak, že potenciál na povrchu pracovní elektrody, když se měří proti napětí referenční elektrody, je rovný požadované hodnotě. Proud, který protéká pracovní elektrodou, se měří a je zmiňován jakó jednotkový proud. Jak je popsáno výše, je jednotkový proud přímo úměrný koncentraci látky, která je oxidována nebo redukována na povrchu pracovní elektrody. Měření potenciálu, na povrchu pracovní elektrody se provádí za využití vysokoimpedančního obvodu měřícího napětí, takže se dovoluje, aby referenční elektrodou procházel proud jeden mikroampér (10’⁶ ampéru) nebo méně. Ačkoli není nezbytné používat extrémně vysokou vstupní impedanci soustavy . obvodů používané u potenciometrických měření, je vstupní impedance stále dost vysoká, aby zabránila'znatelným změnám ve složení referenční' elektrody a vytvořila pokles napětí napříč roztokem zanedbatelný. Tato zlepšení v přesnosti, jimiž je přiváděné napětí regulováno, budou opravňovat k zvýšení komplexnosti tohoto měřícího obvodu.

Obvod znázorněný na obrázku 3 porovnává potenciálový rozdíl mezi referenční a pracovní elektrodou, vyrovnávaný prostřednictvím vysokoimpedančního napěťového sledovače U2, .« a?·! »- ·ί 1ΤΛ . y*i -» A +- ·ί « « V n W Λ. -L « . . 1« Λ U A A A přivádí na počítací elektrodu připojenou ke koncovce JI, takže se požadované přiváděné napětí objevuje mezi pracovní elektrodou připojenou ke koncovce J3 a referenční elektrodou.^1. Potenciál . pracovní elektrody, oproti· referenční. elektrodě, se» odečítá., z požadovaného .aplikovaného., napětí . přičtením požadovaného aplikovaného napětí přiváděného přes odpor R3 k potenciálu referenční elektrody, který se měří vzhledem k pracovní elektroděz.udržované„na potenciálu země,. -a je přiváděn přes. odpor R4... Tento , rozdílový signál, na invertujícím vstupu^J Ul. je porovnáván:., s potenciálem na neinvertujícím vstupu, který je spojený se zemí přes odpor R5, a . výsledný chybový . signál J je _ zesilován zesílením otevřeného obvodu Ul pro přívod vhodného napětí na počítací elektrodu. Velikost požadovaného aplikovaného napětí je určená děličem napětí Rl a R2 a polarita je volena přepínačem Sl. Kondenzátor C3 je nezbytný, aby zabránil oscilaci operačního zesilovače Ul, protože se tento zesilovač užívá bez zpětnovazební smyčky.

Trimpoty R6 a R7 se používají pro vynulování vstupních rozporných napětí pro jednotlivé zesilovače Ul, U2 a U3. Odpory R10 a Rll omezují průtok proudu skrze příslušné vstupní upravující obvody odchylky pró zesilovače U3 a Ul; Kondenzátory Cl, C2, C4, C5, C6 a . C7 se používají pro zabránění hluku a kmitání napájecího·zdroje.

1.7

Voltametrická měřeni v systémech pro úpravu vody nebo úpravu odpadní vody se mohou provádět za použití výše popsaných dvouelektrodových nebo tříelektrodových technik. Pracovní i počítací elektrody musejí být vyrobené z chemicky inertních, elektricky vodivých materiálů. Povrchová plocha počítací elektrody má být mnohem větší než pracovní .elektrody tak, aby, byl jednotkový proud výslovně omezený ^ea^í-^ná⁷*pracovní*eiektrodě^r spíše ’ ne ž reakci? napočítací·*™ elektrodě. Typicky se používají platina, zlato nebo některý z karbonových materiálů, jako je skelný uhlík nebo pyrolytický grafit. Jako počítací elektroda se může použít “ niklová nebo grafitová tyč.

Voltametrická stanovení organických sloučenin, jako jsou dithiokarbomátové soli, které obsahují síru v redukované formě, se mají provádět za použití uhlíkové elektrody jako pracovní elektrody, protože tyto sloučeniny s kovovými elektrodami často reagují a povlakují jejich povrch.

U třetího tělesného provedení vynálezu se mohou kovové nebo uhlíkové pracovní elektrody v obvodu prvního a druhého provedení čistit na místě elektrolýzou. Jeden příklad obvodu, který se může použít pro čistění těchto elektrod, je znázorněn na obr. 4. U tohoto obvodu přepíná časový spínač TI měřící elektrody mezi měřícím obvodem a. čistícím obvodem, který bude během čistící periody prohánět, pracovními a počítacími elektrodami přibližně 150 miliampér. Pracovní elektroda je připojená ke svorce 14 jako anoda a oxidace vody pro vytvoření bublin kyslíku bude vytvářet usazeniny mimi její povrch a tak bude povrch účinně čistit.

Obvod znázorněný na obrázku 4 se používá pro přepínání pracovní elektrody a počítací elektrody (připojené ke svorce 16) voltametrické jednotky mezi měřícím obvodem a zdrojem stálého proudu, který bude elektrolyzovat vodu na povrchu elektrod. Relé používaná pro přepínání elektrod musí mít extrémně vysoký, izolační odpor (10^L1 - 10¹² ohmuů nebo větší) ,aiby.zahráni la rozptylovému svodovému proudu Zfí zdroje^- stálého proudu ve vstupu 'do měřícího obvodu a způsobení chyb. Relé Kl a K4 spojují příslušné počítací a pracovní elektrody s měřícím obvodem, pokud je relé K5 odbuzené, a relé K2 a, K3 propojují příslušně počítací a pracovní elektrody se zdrojem stálého proudu pro čistění, pokud je relé K5 nabuzené. Cívka relé K5 je během čistící periody nabuzená časovým spínačem TI, jako je Omron H5L-A, což jsou intervalové hodiny, které se vyznačují jak proměnlivým pracovním cyklem, tak i cyklem paměti. Tranzistor Ql a odpory Rl a R2 vytvářejí zdroj stálého proudu, který může pro vyváření požadované čistící funkce prohánět elektrodami několik set miliampérů.

U čtvrtého provedení vynálezu je· pro čistění elektrod,' které jsou stejně používané pro· oxidačně-redukční . měření .. (ORP), vytvořený podobný obvod. Jeden příklad tohoto obvodu je znázorněný na obr. 5. U této aplikace musejí mít relé K1-K4 používaná pro. přepínání.. elektrod- mezi., měřícími- a. čistícími obvody velmi, vysoký izolační , odpor .. (minimálně l.1 O-¹², ohmu) . Relé tohoto typu- jsou dostupné^ od firmy' Coto .Wabash,.. lne. z Providence, Rhode Island. Poněvadž je referenční .elektroda.....uz.eměná ' v mnoha ORP- .monitorech - -a. řídících přístrojích , je důležité použít nějaké relé pro odpojení referenční elektrody během čistící periody, aby se zabránilo průtoku škodlivého proudu touto elektrodou.

Obovd znázorněný na obrázku 5 se používá pro přepínání (ORP) elektrody s oxidačně-redukčním potenciálem (připojené ke svorce 18) a referenční elektrody (připojené ke svorce 20) v potenciometrické jednotce mezi měřícím obvodem s vysokým odporem a zdrojem stálého proudu, který bude na povrchu těchto elektrod' elektrolyzovat vodu. Relé K1-K4 používaná pro přepínání těchto elektrod musí mít mimořádně vysoký izolační odpor (10¹¹ - 10¹² ohmu nebo více) , aby zabránil rozptylovému svodovému proudu ze zdroje stálého proudu vnikat do měřícího obvodu a způsobovat chyby. Podobně nemají stopy elektrodového signálu ležet na povrchu desky s plošnými spoji, nýbrž mají být dvoubodově propojené mezi kontakty namontovanými na PTFE bočních stáních. Relé K1 a K4 spojují příslušně referenční elektrody, a elektrody ORP s měřícím obvodem, když je relé K5 odbuzeno, a relé K2 a K3 připojují příslušně počítací a ORP . elektrody ke zdroji stálého proudu'pro čís těníy ’ když je” relé“ K5 nabuzené? 'Cívka” relé K5 je nabuzená během čistící periody časovým spínačem Tl, což jsou intervalové hodiny, který se vyznačují jak měnitelným pracovním cyklem, tak i cyklem paměti. Tranzistor Q1 a odpory Rl a R2 vytvářejí zdroj stálého proudu, který může pro vytvoření požadované čistící funkce prohánět elektrodami, několik set miliampér.

Zatímco je u voltametrických měření často možné minimalizovat rušení úpravou aplikovaného napětí tak, aby rušící substance nebyly oxidovány nebo redukovány, mohou být poruchy prostředí dále redukovány změřením zpětnovazebního signálu před tím, než se přivede upravující chemikálie vody, a.odečtením tohoto zpětnovazebního signálu od signálu,, který se. získá poté, co byla upravující chemikálie přidána. U kontinuálních průtokových systémů se zpětnovazební signál získá ze soustavy voltametrických elektrod na vstupu do upravující nádrže a druhá sada elektrod na výstupu z této nádrže se může použít pro měření celkového signálu· . díky původní a přidané upravující chemikálii.. Rozdíl mezi těmito signály, je přímo, úměrný, hladině požadované upravující chemikálie a tento rozdílový signál se může použít jako zpětnovazební signál pro regulování hodnoty, při <které se upravující chemikálie přidává. Rozdílový signál se získá za použití diferenciálního přístrojového zesilovače, jako je AD52 4 vyráběného firmou Analog Devices, Inc. z Notwoodu v Massachusetts. Jeden příklad obvodu, který.může být použit pro vývoj voltametrického měření korigovaného na prostředí, což může být použito jako zpětnovazební signál pro naměřených upravující regulátor> je znázorněný na obrázků 6. U tohoto' obvodujsou' dva tříelektrodové potenciostaty, z nichž jeden je pro vstup upravující nádrže a jeden pro výstup, a výstupy převodníků proudu na napětí v těchto potenciostatech jsou připojené k diferenciálnímu přístrojovému zesilovači, zněhož je výstup naopak použit jako zpětnovazební signál. V mnoha případech musí být tento zpětnovazební signál převáděn na signál o 4 20 miliampér, aby se mohl přenášet na regulátor, a tento ne i-»-» . t*a^44 +· 4 4 «*ι 4- λ _w Ak λ

ÍC v V ili i ¥ QUCaU

AD694 od Analog Devices. Tento obvod se může pro použití u chronoamperometrických měření modifikovat přidáním (1) aparatury sledu aplikovaných napěťových pulzů na koncovce J7,. které se přivádějí na vstupní jednotku přes R21 a na výstupní jednotku přes R24, a. (2) vzorkovacími obvody, s pamětí mezi výstupy převodníků proudu na- napětí (kolíky 6zesilovačů U3 a U6) a + a - vstupy přístrojového zesilovače (kolíky 1 a 2 zesilovače U7) . Tyto vzorkovací ' obvody s pamětí, mohou být provedeny za . použití/, integrovaných obvodů AD7569- od Analog Devices. Vz o r ko vací /parně ťový. kont rol ní signál pro vzorkovací obvody s pamětí je synchronizovaný se -sledem -. aplikovaného napěťového impulzu-.-.~._rPracpyní--.-cyklussledu aplikovaného napěťového impulzu se udržuje dost nízký, aby se roztoku na povrchu elektrod umožnilo mezi napěťovými impulzy znovu se dostat do rovnováhy.

Obvod znázorněný na obrázku 6 se používá pro stanovení rozdílu mezi ¹ voltametrickými signály, které se měří při zpracování nebo v proudu odpadu před tím, než se přidá upravující chemikálie a poté, co byla přidána. Rozdíl v signálech bude přiměřený pouze přítomnosti chemikálie a signály způsobené rušivými substancemi, které jsou přítomné v proudu před tím, než se přidá upravující chemikálie, budou ignorovány.

Pro voltametrickou jednotku na vstupu nebo návodní straně toho bodu, ve kterém se . přidává upravující chemikálie, se porovnává potenciálový'rozdíl mezi referenční elektrodou připojenou ke koncovce J2 a pracovní elektrodou připojenou ke koncovce J3 oddělený vysokoodporovým napěťovým sledovačem U2 s požadovaným přiloženým napětím a napětí, které je aplikováno na počítací elektrodu připojenou ke koncovce JI se upravuje tak, aby se požadované přiložené napě tí''objevovalo'mezi'pracovní'elektrodou ňa koncovce J3 a referenční elektrodou na koncovce J2. Potenciál pracovní elektrody a referenční elektrody se odečítá z požadovaného přiloženého napětí přidáním požadovaného přiloženého napětí přiváděného přes R3 k potenciálu referenční elektrody na koncovce J2, který se měří vzhledem k pracovní elektrodě í

udržované na základním potenciálu a je přiváděn přes odpor R4. Tento diferenční signál na invertujícím vstupu zesilovače Ul se porovnává s potenciálem na neinvertujícím vstupu zesilovače Ul, který je přes R5 spojený s uzeměním, a výsledný chybový signál se zesiluje zesílením otevřeného obvodu zesilovače Ul, aby se k počítači elektrodě ná koncovce JI přivádělo vhodné napětí. Velikost požadovaného přiloženého napětí se stanovuje děličem napětí Rl a R2 a polarita se volí přepínačem Sl. Kondenzátor C3 je nezbytný pro zabránění kolísání operačního zesilovače Ul,. protože se tento zesilovač používá bez zpětnovazební smyčky.

Pro voltametrickou jednotku na výstupu nebo návodní straně bodu, v němž se přidává upravující chemikálie, se potenciálový rozdíl mezi referenční elektrodou u koncovky J5 a . pracovní elektrodou u koncovky J6 vyrovnaný vysokoodporovým napěťovým sledovačem U5 porovnává s požadovaným přiloženým napětím a napětí, které se přivádí na počítací elektrodu u koncovky J4 se upravuje tak, aby se požadované přiložené napětí objevovalo mezi . pracovní elektrodou u koncovky J6 a referenční elektrodou u. koncovky J5. Potenciál pracovní elektrodya referenční elektrody se odečítá z požadovaného přiloženého napětí přičtením požadovaného - přiloženého napětí' přiváděného přeš ' R18 k potenciálu referenční elektrody u koncovky J5, který se měří vzhledem k pracovní elektrodě u koncovky J6 udržované na nulovém potenciálu, a je '‘přiváděn přes odpor R17. Tento rozdílový signál na invertujícím vstupu zesilovače U4 se porovnává s potenciálem na neinvertujícím vstupu, který je spojený s uzeměním přes R23, a výsledný chybový signál se zesiluje zesílením otevřeného obvodu zesilovače U4, aby se ____ . . J . tr Λ Μ W V TT A 9¾ W 4 1 Λ .« -M JÍ. MM W. Μ X ťWU U SfcWAAlrW V V VUUU1XC bl ,

Kondenzátor Cl6 je nezbytný, aby zábeánil kmitání operačního zesilovače U4, protože se tento zesilovač používá bez zpětnovazební smyčky.

Rozdíl mezi výstupními'· signály.?.z . převodníků: proudu', na napětí pro vstup, a výstup voltametrických jednotek, (příslušné zesilovače U3 a U6). se určuje přístrojovým zesilovačem U7 jednotkového zesílení a.výstupní napětí z tohoto zesilovače.·. na koncovce; J8 se· může:, použít ' jako.

zpětnovazební signál, pro. regulátor ;.. Trimpoty R6, R7 a R9 ’ se. využívají' pro vynulování', vstupních odchylných napětí pro příslušné zesilovače Ul, U2 _,·. ^a _p3. a trimpoty-R19 ,.· R22 a -R12 -se -používají pro vynulování vstupních odchylných napětí pro příslušné zesilovače U4, ‘ U5 a U6. Odory R10 a Rll omezují průtok proudu přes vstupní

- vyrovnávací obvody odchylky pro příslušné zesilovače U3 a Ul. ' Odpory R13 a R20 omezují průtok proudu skrze vstupní vyrovnávací obvody odchylky pro příslušné zesilovače U6 a U4. Trimpoty R15 a R16 se používají pro vynulování odchylných napětí pro přístrojový zesilovač U7. Kondenzátory C1-C2 a C4-C15 se používají pro zabránění šumu a kmitání napájecího zdroje.

Pro odborníky znalé stavu techniky bude zřejmé, že v předloženém vynálezu mohou být bez odchýlení od podstaty nebo rozsahu vynálezu vytvořené různé modifikace a změny.

Účelem tedy je, aby předložený vynález pokrýval modifikace a změny tohoto vynálezu, které, spadají do rozsahu připojených nároků a jejich ekvivalentů.

f

PATENT OVÉ

Claims (1)

1. NÁROKY

   1. Způsob regulace chemickéúpravy roztoku zahrnující kroky:

   (a) přívodu upravující chemikálie do roztoku;

   (b) aplikace vnějšího napětí přes referenční elektrodu a pracovní elektrodu voltametrického senzoru přičemž jsou tyto elektrody ponořené do roztoku;

   (c) měření proudu, který protéká pracovní elektrodou;

   (d) n;

   X*S**O rouau - na zpe

   který svědčí o koncentraci nějaké látky v roztoku; a (e) použití zpětnovazebního signálu pro regulaci dávky přívodu upravující chemikálie v kroku (a).

   2. Způsob podle nároku 1, ve kterém krok použití zpětnovazebního signálu dle kroku (e) porovnává zpětnovazební signál a referenční signál a tak vytváří regulační, signál, pro regulování, velikosti dávky přívodu upravující chemikálie, v kroku (a)..

   i,

   3. Způsob podle nároku 1, ve kterém se v kroku (b) přívodu napětí přivádí- stejnosměrné napětí-.-- -----.-jx4. Způsob podle nároku 1, ve kterém krok (b) přívodu napětí aplikuje sled napěťových impulzů.

   5. Způsob podle nároku 4, ve kterém krok (c) měření proudu měří proud po aplikaci napěťového impulzu sledu pulzů, aby dovolil nefaradické nabíjení.

   6. Způsob podle nároku 1, který dále zahrnuje krok:

   (f) přívodu proudu na pracovní elektrodu dostatčného pro odstranění usazenin z této elektrody.

   7. Způsob podle nároku 1 zahrnující dále kroky:

   měření signálu pozadí před tím, než se do roztoku zavede upravující chemikálie; a odečtení signálu pozadí ze zpětnovazebního signálu poté, co.byla upravující chemikálie zavedena do roztoku,

   8. Zařízení pro regulaci množství upravující chemikálie ^přivaděné^do^rozťoku“ Íctěré-zahrnuj e_:-’77 ...... 77~~~ prostředek pro přívod upravující chemikálie do roztoku;

   - voltametrický senzor zahrnující: referenční elektrodu, pracovní elektrodu, prostředek pro přívod napětí přes referenční elektrodu a pracovní elektrodu, které jsou ponořené do roztoku,., prostředek pro měření proudu, který protéká pracovní elektrodou, a prostředek pro přeměnu naměřeného proudu na zpětnovazební signál, který svědčí o koncentraci dané. látky v roztoku; a prostředek pro přívod zpětnovazebného signálu na přívodní prostředek, jímž reguluje velikost přívodu upravující chemikálie.

   9. Zařízení podle nároku 8 zahrnující dále prostředek pro porovnávání zpětnovazebního signálu s referenčním signálem a vytvoření regulačního signálu na přívodním prostředku pro regulaci velikosti přívodu upravující . chemikálie'do roztoku.

   10. Zařízení podle nároku 8 zahrnující dále: prostředek pro přívod proudu na pracovní elektrodu dostatečného pro odstranění usazenin z pracovní elektrody.

   (q) přívod proudu na pracovní elektrodu dostatěného pro

   ...........odstranění usazenin z ‘této 'elektrody.

   17. Způsob podle nároku 12 zahrnující dále kroky:

   - měření signálu pozadí před tím, než se upravující chemikálie zavede do roztoku; a

   - odečtení signálu pozadí ze zpětnovazebného signálu poté, co byla upravující chemikálie zavedena do roztoku.

   18. Zařízení pro vytváření zpětnovazebného signálu v systému pro regulování množství upravujících chemikálií přidávaných do roztoku, který zahrnuje:

   - prostředek pro přívod upravující chemikálie do roztoku;

   - voltametrický senzor zahrnující: referenční elektrodu, pracovní elektrodu, počítací elektrodu, prostředek pro aplikaci vnějšího, napětí přes počítací elektrodu a pracovní elektrodu, když jsou ponořené v roztoku, _ - - _ · _ prostředek pro udržování napětí mezi referenční elektrodou a pracovní elektrodou na požadovaném napětí, prostředek pro měření proudu, který protéká pracovní elektrodou a prostředek pro převedení naměřeného proudu na zpětnovazební signál, který udává koncentraci látky v roztoku; a

   - prostředek pro použití ‘zpětnovazebného signálu pro regulaci velikosti přívodu upravující chemikálie do roztoku.

   19. Zařízení podle nároku 18 zahrnující dále prostředek pro přívod proudu na pracovní elektrodu, který je dostatčný pro odstranění usazenin z pracovní elektrody.

   20. Zařízení podle nároku 18 zahrnující dále:

   - prostředek pro měření signálu pozadí před tím, než je upravující chemikálie zavedená do roztoku; a prostředek pro odečítání signálu pozadí ze zpětnovazebného^signálu^pote/^ča“býlaT^uprávující chemikálie do roztoku vpravena.

   108

   — > L_Ql£> + ; — . — ___ - - - - - - ' -J t~ ’ o X o “« ¹ ’ '-O = o CT) '

   <TQ COUNTER ELECTRODE CONNECTION ON POTENTIOSÍAT oo +5 VDC

   R2010K 5%

   I i