PL67789B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 15.VI.1973 1 67789 KI. 21e,29/O0 MKP GOIr 29/00 TCZYTELNI/J 1 h£klii iwcwiPtHy • 1 Twórca wynalazku: Janina Moszczynska Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru bardzo malych ladunków elektrycznych i mikro- kulometr do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru bardzo malych ladunków elektrycznych i mikrokulometr do sto¬ sowania tego sposobu, szczególnie przydatne w iloscio¬ wej analizie chemicznej i automatyce elektronicznej.Wiekszosc znanych sposobów pomiaru ladunku elek¬ trycznego pozwala okreslac nabój wiekszy od jednego kulomba, a tylko nieliczne z nich umozliwiaja pomiar ladunków malych, mniejszych od 1 c, nie mniejszych jednak od 0,01 c. Sposoby pomiaru ladunków elektrycz¬ nych oparte sa glównie na wykorzystaniu zjawisk elek¬ trochemicznych, a w szczególnosci procesu elektrolizy i okreslaniu skutków tego procesu.Znany jest sposób pomiaru ladunków elektrycznych, umozliwiajacy pomiar ladunków nie mniejszych od 0,01 c, za pomoca kulometru rteciowego, który ma po¬ stac szklanej kapilary wypelnionej rtecia przedzielona kropla elektrolitu, zawierajacego jony rteciowe. Wielkosc ladunku elektrycznego okresla proporcjonalna do niego wartosc przesuniecia sie kropli elektrolitu.Wada tego sposobu jest jego pracochlonnosc i dlugo¬ trwalosc, a dokladnosc pomiaru limitowana jest czulo¬ scia mikroskopu i subiektywna ocena odczytu obserwa¬ tora. Pomiar nie moze byc zautomatyzowany.Duza dokladnoscia charakteryzuje sie kulometr srebro¬ wy, posiadajacy katode platynowa i anode srebrowa, za¬ nurzone w elektrolicie. Przekrój elektrod w tym kulo- metrze wynosi od kilku do kilkudziesieciu milimetrów kwadratowych. W kulometrze srebrowym wartosc la¬ dunku okresla sie poprzez wazenie, z przyrostu masy elektrody, a blad pomiaru wynosi okolo 0,004% pod 10 15 20 25 30 warunkiem, ze ladunek przeplywajacy przez kulometr jest dostatecznie duzy i wynosi ponad 3 000 c.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu pomiaru bardzo malych ladunków, mniejszych od 0,01 c, szybka metoda z mozliwoscia pelnej automatyzacji pomiaru za pomoca mikrokulometru, który bylby pozbawiony wad dotychczas znanych kulometrów.Cel ten zostal zrealizowany przez opracowanie spo¬ sobu pomiaru bardzo malych ladunków elektrycznych wedlug wynalazku przy pomocy mikrokulometru, w któ¬ rym na jego katodzie w wyniku elektrolizy wydziela sie warstewka metalu stanowiaca wraz z materialem tej elektrody krótkozwarte ogniwo. Okres czasu istnienia tego krótkozwartego ogniwa mierzony jest korzystnie za pomoca rejestratora i okres ten charakteryzuje sie stala wartoscia sily elektromotorycznej, równa zeru. Ko¬ niec okresu czasu istnienia ogniwa znamionuje wzrost sily elektromotorycznej, zas wielkosc ladunku okresla sie w zaleznosci od okresu czasu istnienia tego ogniwa.Mikrokulometr do stosowania sposobu zawiera dwie elektrody, zanurzone w elektrolicie zawierajacym jony metalu, z jakiego zostala wykonana anoda, przy czym korzystnie jest tu stosowac miedz. Materialem stosowa¬ nym do wykonania katody jest metal szlachetny, ko¬ rzystnie drut platynowy, o przekroju 0,01—1 mm2, wto¬ piony swoja boczna powierzchnia w material nie prze¬ wodzacy pradu, korzystnie szklo.Mikrokulometr do stosowania sposobu pomiaru bar¬ dzo malych ladunków elektrycznych, charakteryzuje sie duza czuloscia i pozwala mierzyc bardzo male ladunki, 6778967789 rzedu 0,00001 c. Sam pomiar ladunku jest bardzo szyb¬ ki i latwy do zautomatyzowania.Sposób pomiaru wedlug wynalazku bardzo malych la¬ dunków elektrycznych oparty jest na tym, ze ladunek wyznacza sie za pomoca mikrokulometru poprzez po¬ miar okresu czasu istnienia krótkozwartego ogniwa, po¬ wstalego w wyniku elektrolizy w mikrokulometrze. Ogni¬ wo to tworza metal szlachetny, z którego wykonana jest katoda punktowa oraz wydzielona na niej elektrolitycz¬ nie cienka warstewka metalu mniej szlachetnego. Czas istnienia tego krótkozwartego ogniwa charakteryzuje sie stala, równa zeru wartoscia sily elektromotorycznej. Ko¬ niec tego okresu czasu istnienia krótkozwartego ogniwa nastepuje w momencie rozpuszczenia sie cienkiej war- sipji, TOlalu mniej szlachetnego i moment ten charakte¬ ryzuje sie"wzrostem potencjalu katody punktowej. Czas, W którym potencjal tej katody posiada stala wartosc, jest funkcja ladunku, który przeplynal przez mikrokulometr.Mierzenie okresu c^asu odbywa sie korzystnie za pomo¬ ca rejestratora. Dla* dokonywania pomiaru bardzo ma¬ lych ladunków, konieczne jest, azeby powierzchnia kato¬ dy punktowej byla mozliwie mala.Mikrokulometr wedlug wynalazku jest pokazany w przykladzie wykonania na rysunku, na którym w elek¬ trolicie, znajdujacym sie w naczyniu 1, zanurzone sa dwie elektrody; katoda punktowa 2 i anoda 3. Katoda punktowa 2 wykonana jest z cienkiego drutu platyno¬ wego, wtopionego w szklo lub osadzonego w innym ma¬ teriale nieprzewodzacym pradu. Materialem anody jest miedz i jednoczesnie jony miedzi zawarte sa w elektro¬ licie. Podczas elektrolizy jony miedzi ulegaja redukcji na katodzie punktowej. W przypadku gdy obwód jest rozwarty, sila elektromotoryczna ogniwa osiaga wartosc równa zeru i potencjal katody jest staly. Koniec okresu czasu istnienia ogniwa znamionuje wzrost potencjalu 10 15 20 25 30 35 katody punktowej. W przykladowo wykonanym pomia¬ rze wartosci ladunku, zostala zastosowana katoda punk¬ towa wykonana z drutu platynowego o srednicy 0,6 mm, wtopionego w szklo. Wartosc zmierzonego ladunku wy¬ niosla 0,000027 c, a czas istnienia krótkozwartego ogni¬ wa wynosil 3,8 minut. Dokladnosc sposobu pomiaru la¬ dunków, bedacego przedmiotem wynalazku zalezna jest glównie od sposobu rejestrowania czasu istnienia ogni¬ wa i dokladnosci wykresu „ladunek w funkcji czasu", z którego to wykresu odczytuje sie wartosc ladunku. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru bardzo malych ladunków elek¬ trycznych za pomoca mikrokulometru, w którym na je¬ go katodzie w wyniku elektrolizy wydziela sie warstew¬ ka metalu stanowiaca wraz z materialem tej katody krótkozwarte ogniwo, znamienny tym, ze mierzony jest korzystnie za pomoca rejestratora okres czasu istnienia tego ogniwa, charakteryzujacy sie stala, równa zeru war¬ toscia sily elektromotorycznej, a koniec okresu czasu istnienia ogniwa znamionuje wzrost sily elektromoto¬ rycznej, przy czym wielkosc ladunku okresla sie w za¬ leznosci od okresu czasu istnienia tego ogniwa.

2. Mikrokulometr do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, którego jedna z elektrod stanowi katoda wy¬ konana z materialu szlachetnego, korzystnie platyny, a jego anoda wykonana jest z materialu mniej szlachet¬ nego, korzystnie miedzi, a elektrolit tego mikrokulo¬ metru zawiera jony metalu, z którego wykonana jest anoda, znamienny tym, ze jego katode stanowi elektroda punktowa, wykonana z drutu, korzystnie o przekroju 0,01-i-1 mm2, wtopionego swoja boczna powierzchnia w material nieprzewodzacy pradu, korzystnie szklo. WDA-l. Zam. 5606, naklad 110 egz. Cena zl 10 — PL PL