PL100959B1 - Potencjostat - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest potencjostat, majacy zastosowanie w elektrochemii stosowanej, zwlaszcza do badan procesów korozji, osadzania mieszanych powlok galwanicznych, elektropolerowania metali itp.

Znane sa do tego celu rózne potencjostaty, opisane w patencie PRL nr 64778, 78546 i 87907. Potencjosta- ty te maja wejsciowy wzmacniacz róznicowy, którego jedno z wejsc jest polaczone w czasie pomiarów posrednio lub bezposrednio z elektroda odniesienia, a drugie jego wejscie jest polaczone ze zródlem napiecia zadanego.

Natomiast wyjscie tego wzmacniacza jest polaczone poprzez napieciowy wzmacniacz z wyjsciem wzmacniacza mocy. Wyjscie wzmacniacza mocy, w czasie pomiaru, jest polaczone z elektroda pomocnicza, a elektroda badana jest wtedy polaczona bezposrednio lub posrednio z punktem zerowym dwóch zasilaczy napieciowych, z którymi tez jest polaczony wzmacniacz mocy. Ponadto, znane potencjostaty moga posiadac blok automatyki i zabezpie¬ czen polaczony z dwoma zasilaczami, z którymi tez jest polaczony wzmacniacz mocy.

Dzialanie znanych potencjostatów polega na tym, ze potencjal elektrody odniesienia wzgledem elektrody badanej jest utrzymany na wartosci równej napieciu zadanemu. Nastepuje to dzieki temu, ze róznica napiecia zadanego i potencjalu elektrody odniesienia jest sygnalem bledu, który po wzmocnieniu przez róznicowy wzmacniacz wejsciowy, wzmacniacz napieciowy i wyjsciowy wzmacniacz mocy, powoduje taka zmiane potencja¬ lu elektrody pomocniczej, ze w warunkach pomiaru róznica miedzy napieciem zadanym i potencjalem elektrody odniesienia maleje praktycznie do zera.

Dodatkowo, w zaleznosci od wartosci napiecia wyjsciowego blok automatyki i zabezpieczen umozliwia automatyczne przelaczanie zakresów pomiarowych obu zasilaczy napieciowych polaczonych ze wzmacniaczem mocy. Niedogodnoscia tych potencjostatów jest to, ze napiecia obu zasilaczy polaczonych z wyjsciowym wzmacniaczem mocy, maja stala wartosc niezalezna od napiecia wyjsciowego tego wzmacniacza, lub wartosc ta jest polaczona skokowo za pomoca bloku automatyki w kilku zakresach pomiarowych, wskutek czego w czasie pomiaru przy poborze duzego pradu z wyjscia tego wzmacniacza, przy jednoczesnym niewielkim napieciu wyjsciowym, na danym zakresie pomiarowym nastepuje duza, niepozadana strata mocy na elementach2 100 959 wzmacniajacych wyjsciowego wzmacniacza mocy, zalezna od wartosci napiecia wyjsciowego na danym zakresie pomiarowym, ograniczajac w ten sposób uzyteczny zakres mocy wyjsciowej dowolnego potencjostatu, do stosunkowo niewielkich wartosci i zmniejszajac przy tym sprawnosc tego wzmacniacza mocy, a co za tym idzie i calego potencjostatu do wartosci 10% lub mniejszej. Znane potencjostaty nie pozwalaja wiec na ciagla regulacje napiec zasilania tranzystorów mocy w sposób optymalny.

Inna niedogodnosc znanych potencjostatów jest spowodowana koniecznoscia stosowania w nich duzej ilosci elementów wzmacniajacych, na przyklad tranzystorów mocy, duzych powierzchni radiatorów, oraz agregatu chlodzacego, co wyolbrzymia gabaryt i zawyza koszt materialowy tych potencjostatów.

Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci znanych potencjostatów przez zminiaturyzowanie ich i przystosowanie do prowadzenia bezblednych badan wymagajacych duzych mocy wyjsciowych.

Istota wynalazku polega na tym, ze potencjostat w ukladzie polaczen prostownika mocy i wzmacniacza mocy polaczonego z wejsciowym wzmacniaczem róznicowym za posrednictwem wzmacniacza napieciowego, ma impulsowy blok automatycznej, ciaglej regulacji napieciowej polaczony dwukierunkowo z wyjsciowym wzmac¬ niaczem mocy za posrednictwem napieciowego ukladu porównujacego tego bloku. Uklad napieciowy jest dodatkowo polaczony w regulowanym w sposób ciagly, impulsowym zasilaczem dodatnim i równolegle z takim samym zasilaczem ujemnym tego samego bloku, z kolei dodatkowo polaczonych indywidualnie ze wzmacnia¬ czem mocy, przy czym te impulsowe zasilacze sa wzajemnie polaczone poprzez punkt zerowy, majacy jeszcze osobno dolaczony prostownik mocy oraz elektrode badana.

Zaleta potencjostatu wedlug wynalazku jest to, ze ma szerokie zastosowanie w róznych galeziach elektrochemii stosowanej, a w szczególnosci tam, gdzie wymaga sie wysokich natezen pradu przy jednoczesnym, silnie zmieniajacym sie w czasie napieciu wyjsciowym, poniewaz potencjostat ten ma automatyczna, dzialajaca w sposób ciagly, regulacje napiecia zasilajacego stopien mocy, przez to moc tracona na cieplo w tym stopniu jest niewielka i stala, niezaleznie od zmian napiecia wyjsciowego.

Inna zaleta jest maly gabaryt i niewielki ciezar potencjostatu, z powodu wydatnie ograniczonej ilosci zastosowanych elementów mocy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, przedstawiajacym schemat elektryczny potencjostatu.

Potencjostat wedlug wynalazku ma impulsowy, dzialajacy w sposób ciagly blok 1 automatycznej regulacji napiec zasilajacych wyjsciowy wzmacniacz 2 mocy, polaczony z tym blokiem dwukierunkowo. Wzmacniacz 2 jest polaczony dodatkowo poprzez napieciowy wzmacniacz 3 z wejsciowym wzmacniaczem 4 róznicowym, przy czym laczenie tych elementów jest szeregowe. W czasie pracy potencjostatu, wzmacniacz 2 jest polaczony z pomocnicza elektroda 5, a wzmacniacz 4 od strony wejscia jest polaczony z elektroda 6 odniesienia. Ponadto badana elektroda 7 jest polaczona z zerowym punktem 8 bloku 1. Do tego tez punktu dolaczony jest prostownik 9 mocy, z kolei polaczony z regulowanym w sposób ciagly impulsowym zasilaczem 10 dodatnim i z takim samym zasilaczem 11 ujemnym. Zasilacze 10, 11 od strony wyjsc sa polaczone ze wzmacniaczem 2, a od strony wejsc sterujacych sa polaczone z napieciowym, analogowym ukladem 12 porównujacym, którego wejscie 13 sterujace jest polaczone ze wzmacniaczem 2, a wejscia 14, 15 tego ukladu sa polaczone od strony wyjscia odpowiednio z zasilaczami 10, 11.

Dzialanie potencjostatu wedlug wynalazku polega na tym, ze do wejscia 13 ukladu 12 doprowadzone napiecie z elektrody 5 jest caly czas porównywane z napieciem dodatnim na wejsciu 14 tego ukladu, lub z napieciem ujemnym na jego wejsciu 15. W wyniku tego zadzialania, wytworzony w ukladzie 12 sygnal bledu steruje w sposób'ciagly zasilaczem 10 lub 11 tak, ze napiecia wyjsciowe tych zasilaczy—dodatnie lub ujemne —^zasilajace wzmacniacz 2, sa co do wartosci bezwzglednej zawsze rózne od napiecia na wejsciu 13 o stala, mozliwie najmniejsza wartosc, przykladowo 4V. Wskutek tego moc tracona na cieplo we wzmacniaczu 2 jest minimalna oraz nie zalezy od napiecia wyjsciowego tego wzmacniacza mierzonego na elektrodzie 5 przy kazdym natezeniu pradu plynacego przez te elektrooe.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Potencjostat, zaopatrzony w prostownik mocy oraz we wzmacniacz mocy polaczony z wyjsciowym wzmacniaczem róznicowym za posrednictwem wzmacniacza napieciowego, znamienny tym, ze ma impulsowy blok (1) automatycznej regulacji napieciowej dzialajacy w sposób ciagly, polaczony dwukierunkowo z,wyjsciowym wzmacniaczem (2) mocy, za posrednictwem napieciowego ukladu (12) porównujacego bloku (1) polaczonego dodatkowo z regulowanym, w sposób ciagly, impulsowym zasilaczem (10) dodatnim i równolegle z takim samym zasilaczem (11) ujemnym tego samego bloku, z kolei dodatkowo polaczonych indywidualnie ze wzmacniaczem (2), przy czym te impulsowe zasilacze sa wzajemnie polaczone poprzez zerowy punkt (8) majacy jeszcze osobno dolaczony prostownik (9) mocy oraz badana elektrode (7).100959 3

2. Potencjostat wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uklad (12) od strony wyjscia jest osobno polaczony poprzez wejscia (14, 15) z zasilaczami (10,11).

3. Potencjostat wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze zasilacze (10, 11) sa dodatkowo polaczone osobno z prostownikiem (9).