一种微库仑仪隔离电解电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种连接在微库仑仪滴定池的电极及控制电路的微库仑仪隔离电解电源，该电源包括方波脉冲发生器、隔离转换器、电解电压发生器、辅助电压发生器，方波脉冲发生器、隔离转换器依次串联连接，电解电压发生器、辅助电压发生器并接于隔离转换器的输出。由于设有方波发生器和隔离转换器，使交流偶合减少到最低程度；由于电解电源＋３５Ｖ是通过倍压整流电路产生，与测量电路不共地，因此能极大降低对测量电极的干扰；本实用新型专利技术电路设计新颖、简单，易于调整，隔离效果好，电解电源对测量电压的影响小于０．０１ｍＶ，使用方便，成本低。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种连接在微库仑仪滴定池的电极及控制电路的微库仑仪隔离电解电源。
技术介绍
微库仑仪滴定池电解液具有一定的电导，电解电压比较高，可达几伏到几十伏，而测量电极电压变化量很小，为毫伏级。当电解电流通过滴定池时，会对测量电极产生干扰。当电解电源与测量电路电源共地时，会使测量电极的共模电压达到非常大的数值，在大电解电流时情况更为严重。现有一种微机化微库仑分析仪采用分时测量办法解决电解电极对测量电极的干扰。分时办法参见图1，图1为现有的微机化微库仑分析仪测量电路图。该测量电路图中，有四个同步切换的振动子S1、S2、S3、S4(或模拟开关)和几个伏特电容器C1、C2、C3构成。在测量阶段，振动子S1(或模拟开关)接通“1”，测量电极6向电容C1充电，并充电到测量电极原电池的电压；当振动子S1切向位置“2”时，电容C1与偏置电压差值向电容C2充电，因为电容C2的数值比C1小的多，故在很短时间内，电容C2充到的电压等于电容C1储存的电压与偏置电压之差。在平衡状态下，这个差值等于0。当滴定池进入被测物质后，电容C2电压不等于0，经放大器A放大后输出电压向电容C3充电。当振动子S1再次切向位置1时，电容C3通过电解电极7放电，使测量电极6电压升高，经过若干循环后，恢复平衡。积分器通过积分测定出这若干周期内向电容C3的充电电荷(它应等于向电解池放电电荷)，并通过计算，算出进入滴定池硫的含量。采用这种分时测量电路结构复杂，操作不便，机械振子存在寿命问题，如果采用模拟开关，需要用高压模拟开关(因为电解电压达30V)。对几个电容C1、C2、C3绝缘要求高。还有一种采用简单地使测量电路和电解电路不共地，例如，由电源变压器的两个隔离绕组通过整流电路得到两个不共地电源，也不能消除电解电路对测量电极的干扰。实践表明，这种办法会使测量电极的电压有零点几mV，甚至更大的跳动。即使没有电流流过电解电极时，跳动仍然存在。其原因是这样产生的两组不共地电源虽然在直流意义上是相对独立的，但由于两组电源间存在静电偶合，在交流意义上并不是独立的。本技术的技术方案是这样实现的，一种微库仑仪隔离电解电源，其特点是，该电源包括方波脉冲发生器、隔离转换器、电解电压发生器、辅助电压发生器，方波脉冲发生器、隔离转换器依次串联连接，电解电压发生器、辅助电压发生器并接于隔离转换器的输出。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的方波脉冲发生器包括脉冲宽度调制控制集成电路U1，在脉冲宽度调制控制集成电路U1的端口16、2、8、连接由电阻R1、R2、可调电位器VR1组成的分压电路；在脉冲宽度调制控制集成电路U1端口6、7与地之间分别串接电阻R3、电容C1；在U1的端口12与13连接，再串接二极管D2、D1。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的隔离转换器含有脉冲变压器，其包括环形磁芯、初级绕组和次级绕组，在环形磁芯两侧的环形圈上分别绕有初级绕组和次级绕组；绕组张角为90°，相互隔开90°。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的脉冲变压器T1的初级绕组和次级绕组均采用相同直径的高强度漆包线，初级绕组的圈数是次级绕组的2倍。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的脉冲变压器的次级绕组的两端并接由电容C6、电阻R6串接构成的整形电路。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的脉冲变压器T1的初级与次级分别联接有隔离电容C3、C6。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的电解电压发生器由二极管D4至D9、电容C11至C16、电阻R7联接构成倍压整流电路，与脉冲变压器的次级绕组的公共端连接，从C16输出+35V电解电压。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，所述的辅助电压发生器包括由二极管D3、电容C7、滤波电容C8联接构成整流滤波电路，从C8输出+5V电压；从C8的正极输出端连接电荷泵集成电路U2，从U2的端口5输出-5V电压。上述的微库仑仪隔离电解电源，其中，电解电源+35V和辅助电源+5V、-5V的一端共接脉冲变压器的次级绕组的公共端。本技术由于采用以上技术方案，与现有技术相比，具有明显的优点和效果1、在该隔离电解电源中由于设有方波发生器和隔离转换器即采用脉冲变压器，该脉冲变压器的原边和付边的静电偶合非常小，由于在脉冲变压器T1的初级与次级分别联接有隔离电容C3、C6。使交流偶合减少到最低程度；2、由于电解电源+35V是通过脉冲变压器次级经倍压整流电路产生，与测量电路不共地，因此能极大降低对测量电极的干扰；电解电源对测量电压的影响小于0.01mV；3、由于设有辅助电压发生器，可分别通过D3、C7、C8；和转换器U2；产生+5V、-5V电源供给电解电流的控制电路用，与测量电路不共地，电路隔离效果好，易于调整。附图说明本技术的具体结构由以下实施例及其附图进一步给出。图1是现有的微库仑仪分时测量电路图。图2是本技术微库仑仪隔离电解电源的方框图。图3是本技术微库仑仪隔离电解电源的电路图。图4是本技术微库仑仪隔离电解电源的脉冲变压器结构示意图。图5是滴定池中的测量电极连接示意图。图6是滴定池中的测量电极连接又一示意图。具体实施方式请参见图2，微库仑仪隔离电解电源包括方波脉冲发生器1、隔离转换器2、电解电压发生器3、辅助电压发生器4，方波脉冲发生器1、隔离转换器2依次串联连接，电解电压发生器3、辅助电压发生器4并接于隔离转换器2的输出。请参见图3，所述的方波脉冲发生器，包括脉冲宽度调制控制集成电路U1，在脉冲宽度调制控制集成电路U1的端口16、2、8、连接由电阻R1、R2、可调电位器VR1组成的分压电路；在脉冲宽度调制控制集成电路U1端口6、7与地之间分别串接电阻R3、电容C1；在脉冲宽度调制控制集成电路U1的端口12与13连接，再串接二极管D2、D1。请配合参见图4，隔离转换器含有脉冲变压器T1，其包括环形磁芯T1-1、在环形磁芯两侧的环形圈上分别绕有初级绕组T1-2和次级绕组T1-3；脉冲变压器的初级绕组T1-2的圈数是次级绕组T1-3的2倍，均采用相同直径的高强度漆包线，绕组张角为90°，相互隔开90°。请继续参见图3其初级绕组两端分别并接电容C3、电阻R4的另一端，电容C3、电阻R4改善初级的脉冲波形；次级绕组的两端并接由C6、R6串接构成的整形电路，以此来改善次级波形。脉冲变压器T1的初级与次级分别连接有电容C3、C6，实现电隔离的能量传递。电解电压发生器由二极管D4至D9、电容C11至C16、电阻R7联接构成倍压整流电路，与脉冲变压器的次级绕组的公共端连接，从C16输出+35V电解电压，与电解电极连接。辅助电压发生器包括由二极管D3、电容C7、滤波电容C8联接构成整流滤波电路，从C8输出+5V电压；从C8的正极输出端连接电荷泵集成电路U2，从U2的端口5输出-5V电压，+5V、-5V电源供给电解电流的控制电路使用。电解电源+35V和辅助电源+5V、-5V的一端共接脉冲变压器的次级绕组的公共端，与测量电路不共地，能极大降低对测量电极的干扰。请参见图5、图6，微库仑仪的滴定池5，它通过微库仑滴定法测量样品中的硫含量，它有两对电极，一对为测量电极，另一对为电解电极，连接35V电解电源，池内充有含醋酸的碘化钾溶液。测量电极的负极62本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微库仑仪隔离电解电源，其特征在于：该电源包括方波脉冲发生器、隔离转换器、电解电压发生器、辅助电压发生器，方波脉冲发生器、隔离转换器依次串联连接，电解电压发生器、辅助电压发生器并接于隔离转换器的输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿谦，包彦菊，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]