一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法技术

本发明专利技术涉及电化学领域，一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法，待测电解液样品加入样品槽，选择相应的膜电极，并将膜电极、参考电极和温度传感器均置于电解液样品中；开启高压直流电源，电极I和电极II之间产生电压差；调节火花开关内部的气压；调节激光器及透镜位置，使激光器发射的激光脉冲通过透镜、窗口III及电极II的通孔，垂直射到电极I顶端；监控火花开关的电极I和电极II之间的电压波形；调节激光器发射的激光脉冲的功率及持续时间，使得电极I和电极II之间的气体被击穿，火花开关导通；传输线II的芯线与样品槽外壳之间产生电压差，并施加到电解液样品上；膜电极和参考电极的电压信号经过放大及处理后输出；分析得到待测离子的浓度值。

【技术实现步骤摘要】
一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法
本专利技术涉及电化学领域，尤其是一种能够测量高电压下电解液中的较低离子浓度的一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法。
技术介绍
电解液广泛用于化工领域如电池、电容中，在生物领域中也大量涉及，对电解液的研究包括对其中的离子浓度以及电解液在高电压下的特性的研究，现有技术缺陷一：现有技术中通常采用酸度计来测量离子浓度，其测量下限只能到10-4摩尔/升量级；现有技术缺陷二：在研究电解液在高电压条件下的特性时，需要对电解液施加具有一定持续时间及幅度的电压方波脉冲，且所述电压方波脉冲的持续时间及幅度需要可调，现有技术中通常采用火花开关来实现，通过调节火花开关的阳极和阴极之间的距离以及气压来调节电压脉冲的幅度，但是这种方法产生的电压脉冲的上升时间及幅度会产生一定的抖动，影响电压脉冲的稳定性，所述一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法能够解决问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术方法采用激光垂直入射阴极表面的方法来触发火花开关以生成电压脉冲，并对电解液施加稳定且可控的高电压方波脉冲，另外，采用特殊设计的电势测量电路来测量电解液中的离子浓度。本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法，高电压下电解液中离子浓度测量装置包括高压直流电源(1)、充电电阻(2)、充电线(3)、火花开关(4)、透镜(5)、激光器(6)、激光器电源(7)、脉冲发生器(8)、功率分配器(9)、衰减器(10)、传输线I(11)、阻抗匹配电路(12)、示波器(13)、传输线II(14)、样品槽(15)和电势测量电路(16)，高电压范围为5kV到15kV，所述功率分配器(9)具有输入端、输出端I和输出端II；火花开关(4)包括外壳(4‑1)、电极I(4‑2)、通气口(4‑3)、窗口I(4‑4)、电极II(4‑5)、窗口II(4‑6)、绝缘底盖(4‑7)和窗口III(...

【技术特征摘要】
1.一种测量高电压下电解液中离子浓度的方法，高电压下电解液中离子浓度测量装置包括高压直流电源(1)、充电电阻(2)、充电线(3)、火花开关(4)、透镜(5)、激光器(6)、激光器电源(7)、脉冲发生器(8)、功率分配器(9)、衰减器(10)、传输线I(11)、阻抗匹配电路(12)、示波器(13)、传输线II(14)、样品槽(15)和电势测量电路(16)，高电压范围为5kV到15kV，所述功率分配器(9)具有输入端、输出端I和输出端II；火花开关(4)包括外壳(4-1)、电极I(4-2)、通气口(4-3)、窗口I(4-4)、电极II(4-5)、窗口II(4-6)、绝缘底盖(4-7)和窗口III(4-8)；所述高压直流电源(1)、充电电阻(2)、充电线(3)和火花开关(4)的电极II(4-5)依次电缆连接，所述火花开关(4)的电极I(4-2)连接功率分配器(9)的输入端，功率分配器(9)的输出端I依次电缆连接传输线II(14)和样品槽(15)，传输线II(14)的芯线与样品槽(15)外壳绝缘，样品槽(15)外壳接地，功率分配器(9)的输出端II依次电缆连接衰减器(10)、传输线I(11)、阻抗匹配电路(12)和示波器(13)，所述激光器(6)、激光器电源(7)和脉冲发生器(8)依次电缆连接，所述透镜(5)位于火花开关(4)和激光器(6)之间，激光器(6)发射的激光能够通过透镜(5)射入火花开关(4)；所述火花开关(4)的外壳(4-1)为圆柱桶形、且下面连接有绝缘底盖(4-7)，外壳(4-1)内部上方安装有电极I(4-2)，电极I(4-2)的顶端朝下且为半球形，电极II(4-5)安装于绝缘底盖(4-7)之上，电极II(4-5)的顶端朝上且为半球形，电极II(4-5)下端安装有窗口III(4-8)，电极II(4-5)具有沿轴线的通孔，激光器(6)发射的激光能够依次通过窗口III(4-8)和所述通孔，射到电极I(4-2)的顶端，电极I(4-2)的顶端与电极II(4-5)的顶端之间的距离能够调节，外壳(4-1)的侧面具有通气口(4-3)、窗口I(4-4)和窗口II(4-6)，通过调整火花开关(4)的位置，能够使得激光器(6)发射的激光通过所述窗口II(4-6)射到电极I(4-2)的顶端，能够通过所述通气口(4-3)对火花开关(4)进行充气及放气操作以控制火花开关(4)内部的气压，窗口I(4-4)用于观察激光器(6)发射的激光射到电极I(4-2)的顶端的光斑大小；电势测量电路(16)包括膜电极(16-1)、参考电极(16-2)、温度传感器(16-3)、中心导体(16-4)、屏蔽层(16-5)、接地层(16-6)、运算放大器(16-7)、缓冲器(16-8)、滤波器I(16-9)、滤波器II(16-10)、数字转换器I(16-11)、数字转换器II(16-12)、微控制器(16-13)、直流电源I(16-14)、直流电源II(16-15)、USB转换器(16-16)和连接器(16-17)，所述膜电极(16-1)、参考电极(16...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向平，方晓华，赵永建，
申请(专利权)人：金华职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33