1
Изобретение относитс к средствам автоматического электрохимического анализа многокомпонентных растворов гидрометаллургического производства, в частности,производства цинка, сурь-5 мы и т.д., а более конкретно - к средствам анализа при цементационной очистке растворов сернокислого цинка от меди, кадми и кобальта. Изобретение вл етс усовершенствованием из- «О вестного устройства, описанного в основном авт.св. № 426179 Ij.
Известное устройство дл автоматического электрохимического количественного анализа многокомпонентных 5 растворов содержит трехэлектродную термостатированную электролизную чейку , блок измерени потенциалов рабочего электрода, блок измерени времени присутстви потенциала растворе- 20 ни исследуемых в.е1цеств, источник посто нного тока (гальваностат), задатчик времени осаждени , блок управлени , пересчетный блок и регистратор результатов измерений, причем. 25 пересчетный блок св зан с блоком фиксации потенциалов через сканирующее устройство и блок логики.
Сканирующее устройство последовательно или по заданной программе вы- 30
дел ет временные участки присутстви потенциалов растворени исследуемых веществ, а пересчетный блок преобразует эти времена в соответствующие им последовательности импульсов значени концентраций. Схема со сканирующим устройством дает возможность получить по хронопотенциогра1 ме (графику измерений потенциала рабочего электрода во времени) значени концентраций всех компонентов, вход щих в раствор и образующих твердый осадок на рабочем электроде.
При количественном определении веществ в растворах известным устройством в многокомпонентных растворах на поверхности рабочего электрода возникает неконтролируемые помехи иэ-за взаимовли ни веществ с различными электрохимическими потенциалами. Причиной этих помех вл етс образорание гальванических пар и твердых растворов на поверхности рабочего электрода. При количественном знализе многокомпонентных растворов известным устройством взаимовли ние осаждаемых на рабочем электроде веществ не учитываетс , что вл етс причиной погрешностей. Целью дополнительного изобретени вл етс повышение точности измерени за счет учета взаимовли ни определ емых веществ, Эта цель достигаетс тем, что в устройство дл автоматического электрохимического количественного анализа многокомпонентных растворов по Ьвт.св. № 426179 введены блоки преобразовани времени присутстви потенциалов растворени определ емых веществ в цифровой код, умножени на посто нный коэффициент и программное устройство, причем выход сканирующего блока соединен с блокамипреобразовани времени присутстви потенциалов растворени определ емых веществ в цифровой код, а выходы бло ков преобразовани через блоки множе ни на посто нный коэффициент соединены с блоками логики, блок фиксации потенциалов выходом соединен с входо программного устройства, которое выходом соединено с блоками логики и блоками умножени на посто нный.коэф фициент. Такое включение обеспечивае измерение концентрации нужных вещест с высокой точностью путем введени поправки на взаимовли ние совместно осаждаемых на рабочем электроде элементов с различнЕлми электрохимически ми потенциалами. На фиг. 1 показана структурна схема предложенного устройства; на .фиг. 2 - временные диаграммы его работы . Устройство дл автоматического электрохимического анализа многокомпонентных растворов включает в себ электролизную термостатированную чейку 1, в которую помещены три электрода: рабочий электрод 2, на ко тором происходит накопление исследуе мых элементов, вспомогательный элект род 3, служащий дл создани цепи то ка осажЬени , и электрод сравнени 4 служащий дл измерени потенциалов рабочего электрода. Рабочий и вспомогательный электроды включены в цеп источника посто нного тока - гальваностата 5, а рабочий электрод и элек трод сравнени - в цепь блока 6 изме рени потенциалов. Гальваностат управл етс блоком 7 задачи времени осаждени , блок управлени 8 задает временные интервалы осаждени и управл ет подключением блока б измерени потенциалов; сканирующий блок 9 раздел ет временные интервалы присутстви на рабочем электроде потенциалов растворени определ емых веществ , пересчетный блок 10 преобразует временные интервалы в соответст вующие последовательности импульсов, регистратор 11 отображает полученные результаты, блок логики 12 управл ет пересчетным блоком, блок преобразова ни 13 преобразует врем присутстви .потенциала растворени каждого из .определ емых веществ в соответствующий им цифровой код (последовательность импульсов), блоки 14 умножени на посто нный коэффициент ввод т в последовательность импульсов посто нные коэффициенты, учитывающие взаимовли ние определ емых веществ, программное устройство 15 задает последовательность определени временных интервалов , корректирует величины посто нных коэффициентов. На временных диаграммах работы устройства (фиг. 2) изображены графики 16, 17 изменени потенциала и тока соответственно на рабочем электроде; временные интервалы 18-20 растворени соответствук цих веществ с поверхности рабочего электрода, пакеты импульсов 21 и импульсный код 22, соответствующие интервалам растворени веществ; пакет импульсов 23, соответствующий временному интерн пу растворени определ емого вещества, импульсный код 24, соответствующий временному интервалу растворени мешающих веществ; импульсный.код 25, соответствующий концентрации определ емого вещества с учетом взаимовли ни мешающих веществ. Устройство работает следующим образом . Через рабочий электрод 2, представл ющий собой индифферентный индикаторный электрод, и вспомогательный электрод 3 также из индифферентного материала, помещенные в электролизную, чейку 1, протекает стабилизированный ток осаждени и растворени от гальваностата 5. Реверс тока на гальваностате 5, т.е. переход с режима осаждени на режим растворени , происходит по команде с блока управлени 8 через блок 7 задачи времени осаждени . Блок управлени представл ет собой генератор импульсов необходимой длительности и частоты, а блок задачи времени осаждени - реле времени с установкой необходимого времени осаждени . Потенциал рабочего электрода относительно электрода сравнени в период растворени измер етс блоком 6. Сканирующий блок 9 выдел ет участки посто нных потенциалов и фиксирует их начала и концы при помощи старт-стопных импульсов,эти импульсы через блок логики 12, представл квдий собой сборку схем конъюкции, поступают в пересчетный блок 10, который преобразует врем присутстви посто нного потенциала растворени определ емых элемелтов в последовательности импульсов. В качестве пересчетного блока используетс реверсивный бинарный счетчик. Регистратор 11 отображает последовательно полученные результаты. Врем растворени исследуемого элемента при посто нном времени осаждени пропорционально концентрации данного элемента в растворе. Одновременно временные интервалы присутстви посто нного потенциала растворени определ емых веществ пре образуютс в импульсный код блоками 13, которые представл ют собой обычные врем кодовые преобразователи, и этот код проходит через блоки 14 умножени на посто нный коэффициент, причем кажда кодова посылка проходит по своему каналу и в нее вводитс соответствующий множитель (коэффициент ) . Импульсный код через блок логики 12 вводитс и пересчетный блок 10, где происходит коррекци полученных результатов с учетом взаимовли ни определ емых элементов. Ввод импульс ного кода производитс по команде с программного устройства 15, с которо го одновременно предусмотрена возмож ность корректировки значений множите лей. Дл фиксации начал и концов временных интервалов вход программно го устройства 15 соединен с выходом сканирующего блока 9. Работа устройства иллюстрируетс временными диаграммами (фиг. 2). При прохождении тока через рабочий электрод за врем осаждени на его поверхности осаждаютс из исследуемого раствора три вещества - цинк, кадмий и медь. После окончани периода осаж дени направление тока измен етс и -накопленное на поверхности рабочего электрода вещество раствор етс , при этом потенциал на поверхности будет eu тьc согласно графику 17. Интервалы 18-20 растворени каждого йещес ва характеризуютс присущими ему потенциалами растворени и эти интерва лы определ ютс сканирующим блоком 9 Затем эти временные интервалы пре образуютс в соответствующие им последовательности импульсов 21 и импульсный код 22. На блоке 10 выдел е с пакет импульсов 23, соответствующий временному интервалу растворени определ емого вещества, а с блока ло гики 12 на блок 10 подаетс импульсный код 24, соответствующий временно му интервалу растворени мешающих ве ществ с учетом их вли ни на временной интервал определ емого вещества. С выхода блока 10 снимаетс импульсный код 25, соответствующий концентрации определ емого вещества с учетом взаимовли ний мешаницих веществ. Применение системы учета взаимовли ний веществ при электрохимическом анализе позволит значительно уве личить точность, особенно при анализе веществ в многокомпонентных растворах . . Устройство прошло промышленные испытани при внедрении системы конт рол и управлени процессом меднокадмиевой очистки на Чел бинском электролитном цинковом заводе и цинковом заводе Алмалыксного горно-металлургического комбината. Устройство по основному авт.св. 426179 использовано при создании серийной измерительной хронопотенциографической системы (икс). Полученные результаты промышленных испытаний при измерении концентрации цинка в присутствии кадми представлены в таблице. «- ..«..,.BB Действительна концентраци цинка, мг/л 20 40 60 80 100 Концентраци цинка, измеренна известным устройством по авт.св.№ 426179, мг/л16 37 53 75 90,5 Концентраци цинка,измеренна предлагаемым устройством, мг/л20,2 41 60,1 82 99,5 Ошибка определени , %, известным устройством 20 7,5 11,5 6,3 9,5 Ошибка определени , %, предлагаемым устройством1 ,0 2,5 0,5 2,5 0,5Формула и зобретени Устройство дл автоматического электрохимического количественного анализа многокомпонентных растворов по авт.св. № 426179, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерений, в устройство введены блоки преобразовани времени присутстви потенциалов растворени определ емых веществ в цифровой код, умножени на посто нный коэффициент и программное устройство, причем вы-, ход сканирующего блока соединен с блоками преобразовани времени присутстви потенциалов растворени определ емых веществ в цифровой код, а , выходы преобразователей через блок умножени на посто нный коэффициент соединен с блоками логики, блок фиксации потенциалов по выходу соединен со входом программного устройства, которое по выходу соединено с блоком логики и блоками умножени на посто нный коэффициент. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство 426179, кл. G 01 N 27/26, 1971 (прототип).