檢測化學需氧量的三電極電路的製作方法
2023-07-09 06:21:11 2
專利名稱：檢測化學需氧量的三電極電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電化學分析儀器，特別是一種檢測化學需氧量的三電極電路。
背景技術：
廢水或地表水中的化學需氧量(COD)值是確定水汙染程度最具代表性的參數之一，反應了可氧化的物質成份總量，包括碳氫化合物中的碳(C)和氫(H)，氮(N)，硫(S)和磷(P)。COD分析中通常採用的羥基電極法(電化學氧化)就是測量加入樣品中被汙染物消耗的氧化劑總量。現有的測量傳感器採用二電極系統，由參比電極和工作電極組成一對電解電極，而電解電流(測量電流)與加在電極上的電壓和被測溶液有關，即被測溶液的幹擾對測量精度有很大的影響。
發明內容
本發明為了解決現有二電極系統傳感器其電解電流不穩定所存在的技術問題，而提供一種增加一根對電極的三電極電路。
依據上述目的，本發明提供一種檢測化學需氧量的三電極電路，由運算放大器A1～A5、參比電極1、對電極2、工作電極3和基準電壓V0組成；其中參比電極1與運算放大器A1的輸入端連接，對電極2與運算放大器A1和A2的輸出端及運算放大器A3的輸入端連接，運算放大器A3的輸出端與運算放大器A4的輸入端連接，運算放大器A4的輸出端與運算放大器A5的一個輸入端連接，工作電極3與運算放大器A5的另一個輸入端連接；基準電壓V0與運算放大器A2的輸入端連接。
本發明由於採取了以上技術措施，對電極和工作電極組成一對電解電極，而參比電極用來克服被測溶液的幹擾信號，從而增加了電解電流(測量電流)的穩定，大大提高了測量精度。
附圖是本發明的電路圖。
具體實施例方式
如附圖所示，工作電極3採用鉑金絲，上塗一層二氧化鉛(PbO2)；參比電極1採用汞/硫酸汞(Hg/Hg2SO4)電極，參比液是飽和汞/硫酸汞(Hg/Hg2SO4)溶液；參比電極1向工作電極3提供一個穩定的參比電位；對電極2採用鉑電極，與工作電極3組成一對電解電極，測量時提供穩定的電解電流。
運算放大器A1是一臺具有極大輸入阻抗的阻抗匹配器，可以確保參比電極1無電流，輸出端電壓為V1。基準電壓V0通過運算放大器A2進行隔離後輸出電壓為V2，V1和V2相加，經運算放大器A3後輸出電壓為V3，V3經運算放大器A4反相，輸出電壓為V4，V4輸入電流放大器A5的正輸入端，工作電極3接入電流放大器A5的負輸入端。A5的輸出電壓V5送儀器的數據處理器。當在工作電極3上加一定電壓時，工作電極3上的二氧化鉛(PbO2)塗層表面將產生大量的羥基自由基(OH)。羥基自由基具有很高的氧化電位，比其他氧化劑(如O3或KCLO4)高，能迅速氧化水中還原物(R)，反應方程式如下水中還原物(R)在工作電極3表面被羥基自由基(OH)氧化的同時，工作電極3上將有電流變化。當工作電極3的電位恆定時，電流的變化與水中COD值成比例關係，通過計算電流，便可測出水中COD含量。
電路的工作過程如下為計算方便，設運算放大器A1～A5的放大倍數都等於1，則V1＝V對電極＝V參比電極V2＝V0V3＝-(V1+V2)＝-(V參比電極+V0)V4＝-V3＝V參比電極+V0根據運算放大器的法則，V工作電極＝V4＝V參比電極+V0對電極2和工作電極3的電位差為V對電極-V工作電極＝V參比電極-(V參比電極+V0)＝-V0通過以上計算，對電極2和工作電極3之間的電位差只決定於基準電壓，只要基準電壓V0足夠穩定，就能夠保證對電極2和工作電極3之間的電位差足夠穩定。從而滿足了測試過程中電解電流穩定的要求。
權利要求
1.一種檢測化學需氧量的三電極電路，其特徵是由運算放大器(A1)～(A5)、參比電極(1)、對電極(2)、工作電極(3)和基準電壓(V0)組成；其中參比電極(1)與運算放大器(A1)的輸入端連接，對電極(2)與運算放大器(A1)和(A2)的輸出端及運算放大器(A3)的輸入端連接，運算放大器(A3)的輸出端與運算放大器(A4)的輸入端連接，運算放大器(A4)的輸出端與運算放大器(A5)的一個輸入端連接，工作電極(3)與運算放大器(A5)的另一個輸入端連接；基準電壓(V0)與運算放大器(A2)的輸入端連接。
全文摘要
本發明提供一種檢測化學需氧量的三電極電路，由運算放大器(A1)～(A5)、參比電極(1)、對電極(2)、工作電極(3)和基準電壓(V0)組成；其中參比電極(1)與運算放大器(A1)的輸入端連接，對電極(2)與運算放大器(A1)和(A2)的輸出端及運算放大器(A3)的輸入端連接，運算放大器(A3)的輸出端與運算放大器(A4)的輸入端連接，運算放大器(A4)的輸出端與運算放大器(A5)的一個輸入端連接，工作電極(3)與運算放大器(A5)的另一個輸入端連接；基準電壓(V0)與運算放大器(A2)的輸入端連接。該電路的對電極(2)和工作電極(3)組成一對電解電極，而參比電極(1)用來克服被測溶液的幹擾信號，從而增加了電解電流(測量電流)的穩定，大大提高了測量精度。
文檔編號G01N27/30GK1779454SQ200410084540
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月25日 優先權日2004年11月25日
發明者張仁標 申請人:上海精密科學儀器有限公司