极谱仪补偿器制造技术

本实用新型专利技术是一种极谱仪补偿器。它克服了现有极谱仪只有零点补偿和斜度补偿，测量误差较大的缺点。它由加法器和指数放大器组成。加法器采用集成运算放大器，扫描电压通过电阻输入反相输入端，一个可调的电压通过电阻输入反相输入端，反馈电阻为一可调电阻。加法器的输出端与指数放大器输入端连接。指数放大器的输出信号与工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。本实用新型专利技术用于极谱仪，可以补偿Ｈｇ和Ｈ↑［＋］的干扰，提高检测精度。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于极谱仪的补偿器，确切的说是一种用于极谱仪进行曲线补偿的补偿器。极谱仪是测试水中Zn、Cd、Pb、Cu等含量的重要仪器，目前常用的极谱仪型号主要有AD－2型、SDP－1型。这些极谱仪主要由线性扫描电压发生器、起始电压调节器、终止电压调节器、恒电位器、电解池、电流－电压转换放大器、零点补偿器、斜度补偿器、加法器、微分运算放大器、记录仪或显示器等组成。极谱阳极溶出分析法测水中Zn、Cd、Pb、Cu等离子时，由于采用Hg电极作为工作电极，Hg的溶出使靠近终止电位的基线弯曲、倾斜。而Cu的溶出位置与Hg较近，所以Hg对Cu的溶出峰有明显干扰，往往使Cu峰无法观察或产生较大的测量误差。另外，在弱酸性条件下，H＋或O2对Zn溶出峰的干扰也有类似的问题。目前的极谱仪对谱图的补偿只有零点补偿(包括起始补偿)和斜度补偿两类，在灵敏度较高的情况下经过零点补偿和斜度补偿后的测量信号基线如附图说明图1所示，仍然是一条曲线，这条曲线一般与指数曲线相似。以往用直线来补偿曲线，顾此失彼，而且仍然解决不了弯曲问题。分析人员普遍反映，对Cu的测定，尤其是海水中的Cu的测定，做起来非常困难。本技术的专利技术目的是，设计一种极谱仪补偿器，它能够产生与扫描电压相关的曲线补偿信号，并可以对补偿曲线的曲率和电压座标X的位置进行相对调节，以便给出一条在一定范围内与Hg的干扰曲线(或H＋的干扰曲线)形状相近似，但相位相反的补偿曲线，使经过补偿的测量信号基线在一定范围内较为平直。本技术的技术解决方案之一是，极谱仪补偿器，它的特殊之处在于，它具有加法器1，它由电阻R1、电阻R2、可调电阻R3和集成运算放大器A1组成。电阻R1的一端与扫描电压输出端M连接，电阻R1的另一端与集成运算放大器A1的反相输入端连接。电阻R2的一端与集成运算放大器A1的反相输入端连接，电阻R2的另一端电压可调。集成运算放大器A1的正相输入端接地。可调电阻R3的两端分别与集成运算放大器A1的反相输入端和输出端N连接。输出反相的指数放大器2，它的输入信号Vi与输出信号Vo呈式Vo＝－aVi的指数关系，a为常数。它的输入端与集成运算放大器A1的输出端N连接，它的输出端H的输出信号Vo与工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。本技术的技术解决方案之二是，极谱仪补偿器，它的特殊之处在于，它具有加法器3，它由电阻R7、电阻R6、可调电阻R8和集成运算放大器A3组成。电阻R7的一端与扫描电压输出端M连接，电阻R7的另一端与集成运算放大器A3的反相输入端连接。电阻R6的一端与集成运算放大器A3的反相输入端连接，电阻R6的另一端电压可调。集成运算放大器A3的正相输入端接地。可调电阻R8的两端分别与集成运算放大器A3的反相输入端和输出端G连接。输入反相的指数放大器4，它的输入信号Vi’与输出信号Vo’呈式Vo’＝b－Vi′的指数关系，b为常数。它的输入端与集成运算放大器A3的输出端G连接，它的输出端I的输出信号Vo’与工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。本技术的技术解决方案之三是，极谱仪补偿器，它的特殊之处在于，它具有加法器1，它由电阻R1、电阻R2、可调电阻R3和集成运算放大器A1组成。电阻R1的一端与扫描电压输出端M连接，电阻R1的另一端与集成运算放大器A1的反相输入端连接。电阻R2的一端与集成运算放大器A1的反相输入端连接，电阻R2的另一端电压可调。集成运算放大器A1的正相输入端接地。可调电阻R3的两端分别与集成运算放大器A1的反相输入端和输出端N连接。输出反相的指数放大器2，它的输入信号Vi与输出信号Vo呈式Vo＝－aVi的指数关系，a为常数。它的输入端与集成运算放大器A1的输出端N连接，它的输出端H的输出信号Vo与电解池的工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。加法器3，它由电阻R7、电阻R6、可调电阻R8和集成运算放大器A3组成。电阻R7的一端与扫描电压输出端M连接，电阻R7的另一端与集成运算放大器A3的反相输入端连接。电阻R6的一端与集成运算放大器A3的反相输入端连接，电阻R6的另一端电压可调。集成运算放大器A3的正相输入端接地。可调电阻R8的两端分别与集成运算放大器A3的反相输入端和输出端G连接。输入反相的指数放大器4，它的输入信号Vi’与输出信号Vo’呈式Vo’＝b－Vi′的指数关系，b为常数。它的输入端与集成运算放大器A3的输出端G连接，它的输出端I的输出信号Vo’与工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。上述三种技术解决方案中，加法器1和加法器3的结构相同。扫描电压通过电阻R1输入集成运算放大器A1，通过电阻R7输入集成运算放大器A3。输出反相的指数放大器2的输出信号Vo和输入反相的指数放大器4的输出信号Vo’与M点输出的扫描电压X呈式Vo＝－an(－x＋m)和Vo’＝bn′(x＋m′)的指数关系，式中a、b为常数。它们的函数图象如图2和图3所示。改变电阻R2和电阻R6一端的电压，可以分别改变式中的m和m’，对图象进行左右位置移动。调节可调电阻R3和可调电阻R8，可以分别改变式中的n和n’，对图象的曲率进行调节。输出反相的指数放大器2和输入反相的指数放大器4的输出信号Vo和Vo’，可以与电解池的工作电极电流经过电流－电压转换后的输出信号、零点补偿信号和斜度补偿信号一起，通过加法器11相加，合成信号可以直接输入记录仪或显示器。合成信号也可以输入微分运算放大器15求导后再输入记录仪或显示器。输出反相的指数放大器2和输入反相的指数放大器4的输出信号Vo和Vo’还可以输入微分运算放大器15的反相输入端，对被测信号的导数直接进行补偿，补偿后的被测信号输入记录仪或显示器。如图1所示，经过零点补偿和斜度补偿后的测量信号基线与指数曲线非常相似。图1中右边的部分是H＋的干扰曲线，左边部分是Hg的干扰曲线。通过改变m和n(或m’和n’)可以得到一条在一定范围内与Hg的干扰曲线(或H＋的干扰曲线)形状相近似，但相位相反的补偿曲线，使相加后的测量信号基线在一定范围内较为平直。技术解决方案之一和技术解决方案之二分别用于补偿Hg的干扰曲线和H＋的干扰曲线，技术解决方案之三可以同时补偿Hg的干扰曲线和H＋的干扰曲线。此外，经实验证明对于不除O2的被测液O2在大约－1.2至－0.6V的影响也可用曲线补偿加以克服。本技术的优点是，在极谱仪上加装本技术后，经过指数曲线补偿，使测量信号基线的平坦区间明显变宽，对Cu的检测下限可较未加曲线补偿时降低3－5倍。采用悬汞电极，富集3分钟，Cu的检测下限可达3ppb，浓度与峰高的线性关系也得到明显改善。在PH3.5～6的溶液中，对Zn的测量也收到了与Cu类似的效果，检测下限可达3ppb以下。以下结合附图对本技术的实施例进行详细描述。图1为极谱仪的经过零点补偿和斜度补偿后的测量信号基线。图2为输出反相的指数放大器2的输出信号随扫描电压X变化的函数曲线。图3为输入反相的指数放大器4的输出信号随扫描电压X变化的函数曲线。图4为一种安装有本技术的极谱仪的电路方框图。图5为一种安装有本技术的极谱仪的电路图。图6、图7为本技术的实施例1的电路图。图8、图9为本技术的实施例2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
极谱仪补偿器，其特征在于，它具有：ａ、加法器（１），它由电阻＜Ｒ１＞、电阻＜Ｒ２＞、可调电阻＜Ｒ３＞和集成运算放大器＜Ａ１＞组成，电阻＜Ｒ１＞的一端与扫描电压输出端＜Ｍ＞连接，电阻＜Ｒ１＞的另一端与集成运算放大器＜Ａ１＞的反相输入端连接，电阻＜Ｒ２＞的另一端电压可调，集成运算放大器＜Ａ１＞的正相输入端接地，可调电阻＜Ｒ３＞的两端分别与集成运算放大器＜Ａ１＞的反相输入端和输出端＜Ｎ＞连接；ｂ、输出反相的指数放大器＜２＞，它的输入信号Ｖｉ与输出信号Ｖｏ呈式Ｖｏ＝－ａ↑［ｖｉ］的指数关系，ａ为常数，它的输入端与集成运算放大器＜Ａ１＞的输出端＜Ｎ＞连接，它的输出端＜Ｈ＞的输出信号Ｖｏ与工作电极电流经电流－电压转换后的输出信号相加。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑杰，
申请(专利权)人：青岛市环境保护科学研究所，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]