[其他]伏安極譜卡

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86108739
• 申請日: 1986-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN86108739A
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚光國;馬力;林守江;陳永樂
• 申請（專利權(quán)）人: 冶金工業(yè)天津地質(zhì)研究院
• 主分類號(hào): G01N27/48
• 分類號(hào): G01N27/48
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 馬文念,白家駒

本實(shí)用新型為計(jì)算機(jī)上使用的伏安極譜卡，屬于電分析化學(xué)領(lǐng)域，是伏安極譜分析的測試儀器。

伏安極譜卡是計(jì)算機(jī)的外設(shè)接口卡，利用它可以把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和能進(jìn)行伏安極譜卡測定的電極系統(tǒng)聯(lián)系起來，構(gòu)成智能伏安極譜分析系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的伏安極譜分析智能化。提高電分析化學(xué)測試的靈敏度、精確度，促進(jìn)電化學(xué)儀器的更新?lián)Q代，同時(shí)，也開闊了電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。

1922年捷克電化學(xué)教授Heyrovsky提出以滴汞電極為陰極、研究溶液電解中的電壓（伏）-電流（安）關(guān)系，進(jìn)行定量分析，由此建立起來的極譜分析成為分析化學(xué)的重要分支;并和日本京都大學(xué)志方益三博士共同設(shè)計(jì)了第一臺(tái)自動(dòng)記錄極譜儀。

伏安極譜分析儀器至今已經(jīng)歷了三次較大的變革。第一代是以電子管和機(jī)械開關(guān)件為主構(gòu)成的極譜儀，這種類型儀器結(jié)構(gòu)龐大，噪音高，故障率較高，功能不足，成本也較高。

第二代是七十年代發(fā)展起來的集成電路構(gòu)成的伏安極譜儀，這類儀器結(jié)構(gòu)簡單，方便，功能較高，可以方便地對電極電流進(jìn)行多次微分。以及進(jìn)行微分脈沖，循環(huán)伏安等多種電極過程的測定，成本也較低。

第三代是智能化的伏安極譜儀，在智能化的伏安極譜儀中，國外是以專用儀器的形式出現(xiàn)，比如美國的PAR384系列，把九種操作方式固化在ROM里，瑞士的646伏安處理機(jī)也是把各種操作方法固化在EPROM里，這樣由于微機(jī)的改造（按伏安極譜分析的格式進(jìn)行搭件）比較復(fù)雜，通用化程度低，成本較高，如瑞士的646伏安處理機(jī)一臺(tái)價(jià)達(dá)38000瑞士法朗，而且操作者很難靈活地按自己的意圖去更換操作程序。

智能化儀器在國內(nèi)尚屬開始階段，一般的是保留了極譜儀的主機(jī)（如中國科技大學(xué)設(shè)計(jì)，江蘇泰縣電分析儀器廠生產(chǎn)的MJP微機(jī)化多功能極譜儀），把主機(jī)測定信號(hào)送到微機(jī)進(jìn)行處理，或?qū)ｉT設(shè)置一臺(tái)電分析儀與微機(jī)接口，這樣做不僅設(shè)備復(fù)雜了，而且成本更高了，因?yàn)槌藘x器主機(jī)外，還要多一臺(tái)計(jì)算機(jī)。

為此，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種伏安極譜卡，它以計(jì)算機(jī)作為主機(jī)，把整個(gè)極譜分析過程用一套電路（即伏安極譜卡）代替。該電路包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、電流檢測及微分放大電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。這三部分電路由于采用集成元件，功耗低、體積小，供電電源及控制信號(hào)均來自作主機(jī)用的計(jì)算機(jī)。使用時(shí)以接口卡的形式插在計(jì)算機(jī)的外設(shè)插槽中（現(xiàn)在國內(nèi)較常見的ZBM-PC及Apple-Ⅱ等微型計(jì)算機(jī)即有所需的外設(shè)插槽），配以適當(dāng)?shù)能浖碗姌O就可完成伏安極譜測定，從而完成伏安極譜分析的各種模式，這樣就完全免去了伏安極譜儀主機(jī)。該接口卡即是本實(shí)用新型的伏安極譜卡。

智能極譜分析系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖1所示。圖中虛線為本發(fā)明伏安極譜卡的組成部分，它通過計(jì)算機(jī)的總線與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連。本發(fā)明的伏安極譜卡由數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路、電位恒定電路、電流檢測電路、多級(jí)微分放大電路、倍率選擇模擬開關(guān)、輸出方式選擇模擬開關(guān)和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成。

本發(fā)明伏安極譜卡的工作原理如下：

伏安極譜卡首先通過數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路把計(jì)算機(jī)主機(jī)給的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電壓，這個(gè)模擬電壓又經(jīng)電位恒定電路將該模擬電壓源的帶負(fù)載能力提高，使得在電解池的內(nèi)阻發(fā)生較大變化時(shí)仍能得到予定的掃描電壓。伏安極譜卡的這部分電路取代了普通伏安極譜儀中的波形發(fā)生電路。然后電位恒定電路把數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬電壓加到電解池上（此電解池可以是固體電極也可以是滴汞電極等）。電解池上產(chǎn)生的待測溶液的反應(yīng)電流首先經(jīng)一級(jí)電流檢測電路進(jìn)行檢測并加以放大轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓信號(hào)輸出，放大的倍數(shù)由倍率選擇模擬開關(guān)控制。為了提高伏安極譜卡的檢測靈敏度及分辨率，在檢測電路輸出電信號(hào)后，又經(jīng)多級(jí)微分放大電路放大后再進(jìn)入模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，微分級(jí)數(shù)等輸出方式的選擇也由計(jì)算機(jī)通過輸出方式選擇模擬開關(guān)來加以控制。最后，模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路把經(jīng)過微分放大后幅度適當(dāng)?shù)拇郎y信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)。以后計(jì)算機(jī)進(jìn)行一系列所需的數(shù)據(jù)處理，從而取代了普通伏安極譜測量中許多繁瑣的人工計(jì)算，提高了電化學(xué)分析的自動(dòng)化程度，同時(shí)也提高了檢測的精度及分辨能力。數(shù)據(jù)處理后得到的分析結(jié)果再通過打印機(jī)、顯示器及磁盤自動(dòng)的進(jìn)行顯示、記錄和存貯。

從功能上講，本伏安極譜卡可分成三個(gè)部分：（一）數(shù)/模轉(zhuǎn)換及電位恒定部分;（二）電流檢測及微分放大部分;（三）模/數(shù)轉(zhuǎn)換部分。下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹這三部分的電路構(gòu)成。

（一）數(shù)/模轉(zhuǎn)換及電位恒定電路