SU817578A1 - Device for polarographic analysis - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО АНАЛИЗА(54) DEVICE FOR POLAROGRAPHIC ANALYSIS

1one

Изобретение относитс  к электрохимическим методам анализа и может быть использовано в пол рографичес .ком приборостроении.The invention relates to electrochemical methods of analysis and can be used in polarographic instrumentation.

Известны устройства дл  пол рографического анализа, основанные на пол ризации ртутно-капельного электрода посто нным (медленнемен ющимс ) напр жением и регистрации тока  чейки f .0Devices for polarographic analysis are known, based on polarization of a mercury-droplet electrode with a constant (slow-varying) voltage and recording the cell current f .0

Известно также устройство дл  пол рографического анализа, содержащее последовательно соединенные источник посто нного линейно измен ющегос  пол ризующего напр жени , эдектролитическую  чейку с ртутно-капельным электродом, временной селектор и регистратор . Выделение и измерение тока электрода производитс  в конце жизни капли, когда емкостной ток имеет минимальное, а фарадеевский ток максимальное значение, т.е. в отнс аёнии полеаногр сигнала к помехе достигает наибольшей величины 2 .It is also known a device for polarographic analysis containing a series-connected source of constant linearly varying polarizing voltage, an electrolytic cell with a mercury-droplet electrode, a time selector and a recorder. Isolation and measurement of the electrode current is performed at the end of the drop life, when the capacitive current has a minimum and the Faraday current has a maximum value, i.e. in relation to a noise, the signal-to-noise ratio reaches the maximum value 2.

Известное устройство дл  пол рографического анализа дает некоторое увеличение чувствительности (примерно в 1,5 раза) по сравнению с классическим методом, основанным на регистрации посто нной составл ющейThe known device for polarographic analysis yields a slight increase in sensitivity (approximately 1.5 times) in comparison with the classical method based on the registration of a constant component.

тока. Однако чувствительность всеже остаетс  невысокой, что ограничивает точность пол рографического анализа. Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности пол рографического анализа.current. However, the sensitivity is still low, which limits the accuracy of the polarographic analysis. The purpose of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of the polarographic analysis.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  пол рографического анализа, содержащее последоваto тельно соединенные источник посто нного линейно измен ющегос  пол ризующего напр жени , электролитическую  чейку с ртутно-капельным электродом, временной селектор и регистратор, аThis goal is achieved by the fact that a device for polarographic analysis containing a series-connected source of constant linearly varying polarizing voltage, an electrolytic cell with a mercury-droplet electrode, a time selector and a recorder, and

15 также синхронизирующее устройство, соединенное с  чейкой и формировате-. лем строб-импульса, выход которого подключен к второму входу временного селектора, введена цепь дифференцировани  дробного пор дка, включенна  между  чейкой и временным селектором.15 is also a synchronization device connected to the cell and configured. The strobe pulse lem, the output of which is connected to the second input of the time selector, has a fractional order differentiation circuit inserted between the cell and the time selector.

На фиг. 1 показаны сигналы фарадеевского ф емкостного с токов 25 ртутно-капельного электрода; наFIG. 1 shows the signals of the Faraday capacitive from the currents 25 mercury-droplet electrode; on

фиг. 2 - блок-схема устройства,реализующего предлагаемый способ.FIG. 2 is a block diagram of a device implementing the proposed method.

Известно, что изменение фарадеев30 ского и емкостного токов в течение It is known that the change of the Faraday 30 and capacitive currents during

жизни капли описываетс  степенньоми зависимост ми (фиг. 1а).The life of a drop is described by power relationships (FIG. 1a).

,, (1),, (one)

о Bt- (2) где А,В - коэффициенты пропорциональности , t - врем .a Bt- (2) where a, b are the proportionality coefficients, t is time.

Из (1) и (2) видно, что в конце жизни капли, соответствующем моменту измерени , отношение максимально . Подверга  сигнал тока  чейки операции дифференцировани  соответствующего (нецелого) пор дка/можно повысить отношение сигнал/помеха в конце жизни капли. Дл  степенной функции вида ot t операци  дифференцировани  дробного (нецелого) пор дка ОС запишетс  следующим образомFrom (1) and (2) it can be seen that at the end of the life of the drop, corresponding to the moment of measurement, the ratio is maximum. By subjecting the current cell signal to a differentiation of the corresponding (non-integer) order / you can increase the signal-to-noise ratio at the end of the drop life. For a power function of the form ot t, the operation of differentiating the fractional (non-integer) order of the OS is written as

oV.a.,..i(3)oV.a., .. i (3)

I L J . r Ufi-ot г где а - коэффициент пропорциональности ,I l j. r Ufi-ot g where a is the proportionality coefficient,

об - пор док дифференцировани  ,both are differentiation orders,

( - показатель степени, r(Vt р, rll+p-oc полные гамма-функции. Преобразу  при помощи выражени  (3) сигналы фарадеевской и емкостной составл ющих тока  чейки, получаем выражение дл  отношени  сигнал/ ./помеха после дробного дифференцировани (is an exponent, r (Vt p, rll + p-oc are full gamma functions. By using expression (3), the signals of the Faraday and capacitive components of the cell current are transformed, we get the expression for the ratio signal / ./ noise after fractional differentiation

r(.|).r(,-lN .. (4)r (. |) .r (, - lN .. (4)

r(,.i).r(,.l.«)r (,. i) .r (,. l. «)

Из (4) следует, что после преобразовани  тока  чейки операцией дробного дифференцировани  пор дка о6 выбранного в интервале 0-2/3, отношение сигнал/помеха в конце жизни капли увеличиваетс .It follows from (4) that after the cell current is transformed by a fractional differentiation operation of the order o6 selected in the range of 0-2 / 3, the signal-to-noise ratio at the end of the drop life increases.

Например, при пор дке ОС , близком к 2/3, отношение М значительно возрастает , так как емкостна  составл к ца  тока преобразуетс  в узкий импульс , а фарадеевска  доставл юща  после преобразовани  спадает пропорционально (фиг. 1б), Однако при .этом будет крайне высока чувствительность к отклонению дифференцировани  об от прин того/ поэтому в зависимости от требуемой точности анализа и возможной точности изготовлени  дробнодифференцирующей цепи пор док-дробного дифференцировани  о4 может быть- выбран в интервале 0-2/3. Например, .приОС 0,5 отношение сигнал/помеха в конце жизни капли повышаетс  примерно а 3 раза (фиг. 1в), а при об - 0,6 - уже в 5 раз.For example, when the OS is close to 2/3, the ratio M increases significantly as the capacitance to the current center is converted into a narrow pulse, and the Faraday delivery after the transformation decreases proportionally (Fig. 1b). However, this will be extremely High sensitivity to the deviation of differentiation of the received / therefore, depending on the required accuracy of the analysis and the possible accuracy of the production of the fractional differentiating chain of the order of fractional differentiation of 44, can be selected in the range of 0-2 / 3. For example,. PRIOS 0.5 signal-to-noise ratio at the end of the drop life rises approximately a 3 times (Fig. 1c), and at about - 0.6 it is already 5 times.

Устройство содержит источник 1 посто нного (медленно мен ющегос ) пол ризугадего напр жени , электролитическую  чейку с ртутно-капельнымThe device contains a source of 1 constant (slowly varying) polarizing voltage, an electrolytic cell with a mercury-drop

электродом 2, дробно-дифференцируюую цепь 3, реализованную, например, ри помощи линейного резистивно-емостного двухполюсника, временной селектор 3, регистратор 5, синхронизирующее устройство б, формирователь 7 стробгимпульса.electrode 2, fractional differential circuit 3, implemented, for example, with the help of a linear resistive-capacitive two-terminal network, time selector 3, recorder 5, synchronization device b, generator 7 strobe pulse.

Устройство работает следующим обазом .The device works as follows.

Источник 1 подает на рабочий электрод 2  чейки медленно измен юеес  по линейному закону или посто нное пол ризующее напр жение. Ток Ячейки через дробно-дифференцирующую цепь 3 после преобразовани  подаетс  н.а первый 1вход временного селектора 4, который осуществл ет стробирование сигнала, т.е. пропускает на регистратор 5 сигнал лишь в конце жизни капли (фиг. 1, интервал tg). Синхронизирующее устройство б осуществл ет синхронизацию формировател  7 строб-импульсов, который управл ет работой временного селектора 4, с частотой капани  ртути в  чейке .Source 1 supplies to the working electrode 2 cells slowly changing linearly or a constant polarizing voltage. The cell current through the fractional-differentiating circuit 3, after conversion, is supplied to the first 1 input of the time selector 4, which gates the signal, i.e. transmits to the recorder 5 a signal only at the end of the life of the drop (Fig. 1, the interval tg). The synchronization device b synchronizes the strobe pulse generator 7, which controls the operation of the time selector 4, with the frequency of mercury dripping in the cell.

Предлагаемое изобретение позвол ет уменьшить врем  анализа (при сохранении прежнего отношени  сигнал/помеха ) . Нетрудно показать, воспользовавшись выражением (4), что врем  анализа уменьшаетс  пропорционально квадрату увеличени  отношени  сигнал/помеха в конце жизни капли.The present invention allows the analysis time to be reduced (while maintaining the same signal-to-noise ratio). It is easy to show, using the expression (4), that the analysis time decreases in proportion to the square of the increase in the signal-to-noise ratio at the end of the drop life.

Предлагаемое устройство может быть реализовано в виде самосто тельного прибора или в виде приставки к любой одели широко примен ющихс  в заводский и научных лаборатори х посто ннотоковых пол рографов. Повышение чувствительности и точности анализа при использовании предлагаемого устройства дает значительный экономический эффект.The proposed device can be implemented as an independent device or as an attachment to any model widely used in factory and research laboratories of constant current polarographs. Increasing the sensitivity and accuracy of the analysis when using the proposed device gives a significant economic effect.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 157833, кл. G 01 N 27/48.1. USSR author's certificate No. 157833, cl. G 01 N 27/48. 2.Брук Б.С. Пол рографические методы. М., 1972, с. 14 (прототип).2. Brook B.S. Polarographic methods. M., 1972, p. 14 (prototype).