SU1679350A1 - Электрохимический газоанализатор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и может быть использовано дл  измерени  концентрации компонентов воздуха рабочей зоны и атмосферы . Цель изобретени  - упрощение конструкции и повышение точности измерений. Устройство содержит электрохимическую  чейку, генератор, потенциостат, сумматор, фазовый детектор, фазосдвигающую цепь и регистратор. Фазосдвигающа  цепь содержит варикап, три резистора и два конденсатора . 2 ил.

Description

))(. Изобретение относитс  к аналитическому приборостроению и может быть использовано дл  измерени  концентрации компонентов воздуха рабочей зоны и атмосферы .

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и повышение точности измерений .

На фиг.1 приведена блок-схема электрохимического анализатора газов; на фиг.2 - пример выполнени  фазосдвигающей цепи .

Газоанализатор содержит генератор 1 синусоидального напр жени , потенциостат 2 дл  поддержани  посто нного потенциала на измерительном электроде, электрохимическую  чейку 3, сумматор 4, фазовый детектор 5, фазосдвигающую цепь 6, выполненную в виде дифференцирующей цепочки с управл емой посто нной времени , согласующий усилитель 7 и регистратор 8. Выход генератора 1 синусоидального напр жени  подключен к входу потенциостата

2 и второму входу фазового детектора 5. Выход потенциостата 2 соединен с одним из токовых электродов электрохимической  чейки 3.

Второй токовый электрод электрохимической  чейки 3 соединен с первым входом сумматора 4. Выход дифференцирующей RC-цепочки через согласующий усилитель 7 соединен с вторым входом сумматора 4. Выход сумматора 4 соединен с входом регистратора 8 и первым входом фазового детектора 5, Выход фазового детектора 5 соединен с управл ющим входом дифференцирующей RC-цепочки.

Дифференцирующа  RC-цепочка с управл емой посто нной времени, выполненна  адаптивной, содержит варикап, 9, резисторы 10 и 11 дл  создани  режима варикапа, конденсаторы 12 и 13, исключающие вли ни  на режим работы варикапа 9 внешних цепей, и резистор 14, образующий совместно с емкостью варикапа 9 дифференцирующую цепочку. Один из выходов ва (Л

С

чэ

« ,

ш СП

ИСЕ&

pi капа через конденсатор соединен с входом электрохимической  чейки и через ре- гистор - с общим проводом, а второй его вход через конденсатор соединен с входом согласующего усилител  и через резистор - с выходом фазового детектора и вход согласующего усилител  через резистор соединен с общим проводом.

Электрохимический анализатор газов работает следующим образом.

Пол ризующее напр жение от потен- циостата 2 и генератора синусоидального напр жени  через входное сопротивление первого входа сумматора 4 подаетс  на электроды электрохимической  чейки 3,

По электрохимической  чейке 3 протекает ток, определ емый суперпозицией посто нного и синусоидального напр жений.

Амплитуда синусоидального напр жени  выбрана о 30:100 раз меньше величины посто нного напр жени  дл  отсутстви  вли ни  переменного напр жени  на режим электрохимической  чейки. Сигнал, пропорциональный величине тока, усиливаетс  сумматором 4, м посто нна  составл юща  этого сигнала по/даетс  на регистратор 8 дл  измерени  концентрации анализируемо о газа, а переменна  составл юща  - на первый вход фазового детектора 5. Напр жение на первом входе сумматора 4 UL

Синусоидальное напр жение U подаетс  на вход дифференцирующей RC-цепочки и после усилени  согласующим усилителем 7 становитс  равным Ua, после чего подаетс  на второй вход сумматор 4. Сумматор 4 работает в режиме вычитающего устройства , поэтому напр жение на его выходе

Uz Ui-U2

Разностное нпр жение U подаетс  на перрый вход фазового детектора 5, на выходе которого вырабатываетс  посто нное напр жение , управл ющее посто нной времени дифференцирующей RC-цепочки. Фазовый детектор 5 работает таким образом , что при совпадении фаз синусоидальных напр жений на обоих его выходах независимо от аплитуды на его выходе сохран етс  определенное посто нное напр жение .

При сдвиге фаз в одну сторону это напр жение уменьшаетс , а в другую сторону увеличиваетс ,

В процессе работы электрохимического анализатора газов величина паразитной емкости С  может изменитьс , например, при изменении посто нного напр жени  между

токовыми электродами электрохимической  чейки 3 вследствие поддержани  посто нного потенциала на рабочем электроде. Это приводит к . по влению сдвига фаз между напр жени  на обоих входах фазового детектора и подстройке величины г дифференцирующей RC-цепочки, в результате чего сдвиг фаз устран етс  и компенсаци  паразитной емкости С  не нарушаетс . Управл ющее напр жение с выхода фазового детектора 5 подаетс  на управл ющий вход через резистор 10 и 11 совпадает смещение на варикапе 9, которое определ ет величину его емкости. Конденсаторы 12 и 13 обеспечивают исключение вли ни  на режим работы варикапа 9 внешних цепей.

Поскольку величина паразитной емкости С  электрохимической  чейки 3 велика и составл ет сотни и тыс чи микрофарад, а емкость варикапа дес тки-сотни микрофарад , согласующий усилитель 7 позвол ет уравн ть величины напр жений Ui, Uz на обоих входах сумматора,,

30

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электрохимический газоанализатор, содержащий электрохимическую  чейку, генератор , потенциостат, сумматор, фазовый

   детектор, фазосдвигающую цепь и регистратор , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  точности измерений, фазосдвигающа  цепь выполнена адаптивной, первый ее оходподсоединен к выходу потенциостата, управл ющий вход - к выходу фазового детектора,а сама фазосдвигающа  цепь -содержит варикап , три резистора и два конденсатора, причём один из входов варикапа через

   конденсатор соединен с входом электрохимической  чейки и через резистор с общим проводом, а второй его вход через конденсатор соединен с входом согласующего усилител  и через резистор - с выходом фазового

   детектора, и вход согласующего усилител  через резистор соединен с общим проводом .

   Фиг.1

   Фиг. 2

   Управл ющий вход