электронный канал электрохимического детектора

Формула изобретения

Электронный канал электрохимического детектора, содержащий сумматор входных напряжений, сумматор коррекции сигналов, повторитель, трехэлектродную ячейку, преобразователь тока в напряжение, причем выход сумматора входных напряжений соединен с первым входом сумматора коррекции сигналов, выход которого соединен со входом трехэлектродной ячейки, первый и второй выходы которой соединены со входом повторителя и входом преобразователя тока в напряжение соответственно, выход повторителя соединен со вторым входом сумматора коррекции сигналов, выход преобразователя тока в напряжение является выходом устройства в целом, а входы сумматора входных напряжений являются входами устройства в целом, на которые подаются соответственно поляризующее напряжение, постоянное напряжение и напряжение развертки, отличающийся тем, что он снабжен блоком компенсации, вход которого соединен с выходом сумматора коррекции сигналов, а выход - со входом повторителя, при этом блок компенсации выполнен с возможностью поддержания известного состояния входа повторителя при отсутствии проводимости между входом и первым выходом трехэлектродной ячейки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Известен электронный канал электрохимического детектора [1], содержащий сумматор входных напряжений, двухэлектродную ячейку и преобразователь тока в напряжение.

Его недостатком является низкая точность, обусловленная невозможностью поддержки постоянного потенциала электрода сравнения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа электронный канал электрохимического детектора [1], содержащий сумматор входных напряжений, сумматор коррекции сигналов, повторитель, трехэлектродную ячейку, преобразователь тока в напряжение, причем выход сумматора входных напряжений соединен с первым входом сумматора коррекции сигналов, выход которого соединен со входом трехэлектродной ячейки, первый и второй выходы которой соединены со входом повторителя и входом преобразователя тока в напряжение соответственно, выход повторителя соединен со вторым входом сумматора коррекции сигналов, выход преобразователя тока в напряжение является выходом устройства в целом, а входы сумматора входных напряжений являются входами устройства в целом, на которые подаются соответственно поляризующее напряжение, постоянное напряжение и напряжение развертки.

Данный электронный канал отличается более высокой точностью, обусловленной возможностью поддержки постоянного потенциала электрода сравнения, что обеспечивает протекание окислительно-восстановительных реакций только на одном электроде. Однако его недостатком является низкая стабильность работы и достоверность показаний при низкой проводимости трехэлектродной ячейки, то есть при малых концентрациях анализируемых веществ. Причина этого состоит в нестабильности работы сумматора коррекции сигналов при низкой проводимости трехэлектродной ячейки, что вызывает значительное искажение выходного сигнала и искажение результатов анализа в целом, что неприемлемо.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении стабильности работы детектора и достоверности его показаний при малых концентрациях анализируемых веществ.

Это достигается тем, что электронный канал электрохимического детектора, содержащий сумматор входных напряжений, сумматор коррекции сигналов, повторитель, трехэлектродную ячейку, преобразователь тока в напряжение, причем выход сумматора входных напряжений соединен с первым входом сумматора коррекции сигналов, выход которого соединен со входом трехэлектродной ячейки, первый и второй выходы которой соединены со входом повторителя и входом преобразователя тока в напряжение соответственно, выход повторителя соединен со вторым входом сумматора коррекции сигналов, выход преобразователя тока в напряжение является выходом устройства в целом, а входы сумматора входных напряжений являются входами устройства в целом, на которые подаются соответственно поляризующее напряжение, постоянное напряжение и напряжение развертки, снабжен блоком компенсации, вход которого соединен с выходом сумматора коррекции сигналов, а выход соединен со входом повторителя, при этом блок компенсации выполнен с возможностью поддержания известного состояния входа повторителя при отсутствии проводимости между входом и первым выходом трехэлектродной ячейки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема электронного канала электрохимического детектора. Устройство содержит сумматор входных напряжений 1, сумматор коррекции сигналов 2, повторитель 3, трехэлектродную ячейку 4, преобразователь тока в напряжение 5 и блок компенсации 6. Выход сумматора входных напряжений 1 через сумматор коррекции сигналов 2, подключен ко входу трехэлектродной ячейки 4, который соединен со входом блока компенсации 6, выход которого подсоединен к первому выходу трехэлектродной ячейки 4, к которому подключен вход повторителя 3, выход которого соединен со вторым входом сумматора коррекции сигналов 2, второй выход трехэлектродной ячейки 4 соединен со входом преобразователя тока в напряжение 5. При этом выход преобразователя тока в напряжение 5 является выходом устройства в целом, а входы сумматора входных напряжений 1 являются входами устройства в целом, на которые подаются соответственно поляризующее напряжение, постоянное напряжение и напряжение развертки.

Электронный канал электрохимического детектора работает следующим образом.

Информативным параметром трехэлектродной ячейки 4, являющимся функцией от концентрации анализируемого вещества, служит ток, протекающий между входом и вторым выходом трехэлектродной ячейки 4 при фиксированном, определяемом конкретной методикой анализа напряжении на первом выходе трехэлектродной ячейки 4. Указанный ток для дальнейшей обработки преобразуется в напряжение посредством преобразователя тока в напряжение 5, который может быть реализован, например, по схеме инвертирующего преобразователя на операционном усилителе, приведенной в [2].

Сумматор входных напряжений 1, сумматор коррекции сигналов 2, повторитель 3 и блок компенсации 6 в совокупности служат для установления фиксированного напряжения на первом выходе трехэлектродной ячейки 4. Значение данного напряжения формируется на выходе первого сумматора напряжений 1, который может быть реализован, например, по схеме инвертирующего сумматора на операционном усилителе, приведенной в [3]. Выходное напряжение первого сумматора напряжений 1 поступает на первый вход сумматора коррекции сигналов 2, который также может быть реализован, например, по схеме инвертирующего сумматора на операционном усилителе, приведенной в [3], но без резистора обратной связи. Роль цепи обратной связи сумматора коррекции сигналов 2 при этом выполняют в совокупности сопротивление между входом и первым выходом трехэлектродной ячейки 4, блок компенсации 6 и повторитель 3, выход которого подключен ко второму входу сумматора коррекции сигналов 2. Благодаря действию указанной цепи обратной связи напряжение на первом выходе трехэлектродной ячейки 4, равное выходному напряжению повторителя 3, а следовательно, напряжению на втором входе сумматора коррекции сигналов 2, устанавливается равным напряжению на первом входе сумматора коррекции сигналов 2, то есть выходному напряжению сумматора входных напряжений 1. При этом повторитель 3 может быть реализован, например, на базе операционного усилителя, по схеме, приведенной в [4].

Блок компенсации 6 предотвращает нестабильность работы сумматора коррекции сигналов 2, вызываемую разрывом цепи его обратной связи при малых концентрациях анализируемых веществ, при которых сопротивление между входом и первым выходом трехэлектродной ячейки 4 стремится к бесконечности. Блок компенсации 6 может представлять собой, например, резистор, включаемый между выходом сумматора коррекции сигналов 2 и входом повторителя 3. За счет этого формируется участок цепи обратной связи, параллельный трехэлектродной ячейке 4. Это обеспечивает наличие цепи обратной связи сумматора коррекции сигналов 2 и, как следствие, поддержание заданного напряжения на входе повторителя 3 и на первом выходе трехэлектродной ячейки 4 и при отсутствии проводимости между ним и входом трехэлектродной ячейки 4, то есть при малых концентрациях анализируемых веществ. При этом благодаря высокому входному сопротивлению повторителя 3, ток через блок компенсации 6 практически равен нулю. Поэтому включение блока компенсации 6 в цепь обратной связи практически не влияет на достоверность анализа.

Таким образом, введение блока компенсации 6 в электронный канал электрохимического детектора позволяет обеспечить повышение стабильности работы детектора и достоверности его показаний при малых концентрациях анализируемых веществ.