Вопросы по полярографу ПУ-1
Вопросы по полярографу ПУ-1
Уважаемые коллеги, возникла следующая ситуация: к нам попал ртутный полярограф ПУ-1 с самописцем, причем сам полярограф в герметичной заводской упаковке новый, но 1989 г. выпуска. Самописец побитый со следами ржавчины кой-где. Поскольку по ряду причин нам не хочется работать со ртутью, хотим переделать полярограф на работу с твердым электродом, реально ли это? Пробовали для своих изысков сделать электрод сами из графита и cнять на нем полярограмму для 0,01М раствора CuSO4 - выходит черти что. Грешим на самописец, можно ли его заменить на что-нибудь попроще например каким-то образом подавать сигнал с полярографа на компьютер?
Я уже все решил, и не пытайтесь сбить меня с толку фактами!
Графит - очень нехороший электрод, в том смысле, что на нем абсолютно все восстанавливается очень-очень медленно. В смысле что процессы как правило необратимые, с большим перенапряжением. Золото (для восстановления меди) было бы удобнее (если раствор не слишком кислый). А лучше всего все же ртуть, как ни крути. Поскольку из-за обновления поверхности капающей ртути поверхность всегда чистая, воспроизводимость идеальная, и вообще конфетка (кто понимает).
Подавать сигнал с полярографа на компьютер можно, для этого надо где-то добыть АЦП (скажем, приличные делает Руднев-Шиляев). Но то, что будет оцифровано, нужно будет еще пересчитывать на реальные величины. У ПУ-1 на выход (на самописец) подается только та часть потенциала, которую он проходит во время развертки, начальный потенциал не учитывается и должен приплюсовываться отдельно. Ну и с токами: будет регистрироваться ток, пересчитанный в милливольты, в соответствии с установленной чувствительностью - ее нужно будет записать отдельно и, исходя из нее, пересчитать все это дело в микроамперы (не забыв дурацкий множитель 1/25).
Подавать сигнал с полярографа на компьютер можно, для этого надо где-то добыть АЦП (скажем, приличные делает Руднев-Шиляев). Но то, что будет оцифровано, нужно будет еще пересчитывать на реальные величины. У ПУ-1 на выход (на самописец) подается только та часть потенциала, которую он проходит во время развертки, начальный потенциал не учитывается и должен приплюсовываться отдельно. Ну и с токами: будет регистрироваться ток, пересчитанный в милливольты, в соответствии с установленной чувствительностью - ее нужно будет записать отдельно и, исходя из нее, пересчитать все это дело в микроамперы (не забыв дурацкий множитель 1/25).
Да, еще на счет графита. У него есть еще одно дурацкое свойство: очень большие фоновые токи. Что, понятное дело, в анализе мешает. А токи эти из-за того, что он пористый, и на этих внутренних порах создаются неслабые емкостные токи при развертке потенциала (да и фарадеевские тоже). Чтобы их свести до разумного предела, графит суют в расплавленный парафин, чтобы он заполнил поры, а потом чистят поверхность. Можно также его пропитывать воском или эпоксидкой, смотря что способно влезть в поры данного сорта графита. Это уже будет более кошерный вариант.
Теперь про снятие кривых с графитом. Это уже будут не полярограммы, а вольтамперограммы, с точки зрения терминологии (по ИЮПАК) полярография - это то, что относится только к ртутному капающему электроду. Ну и по смыслу различия будут.
Во-первых, полярограмы обычно снимают с медленной разверткой потенциала - 1-2 мВ/с. Вольтамперометрию так не делают, хотя теоретически 2 мВ/с считаются минимумом, с которого уже можно снимать - при меньшей скорости не работает теория. В циклических методах - не менее 5 мВ/с, но на ПУ-1 это не грозит. Но на практике обычно берут не меньше 10 мВ/с.
Во-вторых, вольтамперограмма - это такой несимметричный пик, сильно проигрывающий в удобстве работы с красивенькой полярограмой. Особенно плохо приходится, когда надо регистрировать несколько веществ: с перекрывающимися пиками разобраться сложно.
В третьих, чтобы не мешал пункт №2, в анализе обычно используют переменнотоковую или квадратно-волновую вольтамперометрию. Там получаются красивенькие симметричные пики - если процесс обратимый, а на графите это большой вопрос. Если он необратимый, то пики тоже симметричные, но гораздо шире и ниже. Амплитуду переменного сигнала желательно брать побольше, но меньше полуширины пика, иначе пик будет расползаться и налезать на соседей. Скорость развертки здесь роли не играет, обычно берут не очень большую (порядка 5 мВ/с)
Теперь про снятие кривых с графитом. Это уже будут не полярограммы, а вольтамперограммы, с точки зрения терминологии (по ИЮПАК) полярография - это то, что относится только к ртутному капающему электроду. Ну и по смыслу различия будут.
Во-первых, полярограмы обычно снимают с медленной разверткой потенциала - 1-2 мВ/с. Вольтамперометрию так не делают, хотя теоретически 2 мВ/с считаются минимумом, с которого уже можно снимать - при меньшей скорости не работает теория. В циклических методах - не менее 5 мВ/с, но на ПУ-1 это не грозит. Но на практике обычно берут не меньше 10 мВ/с.
Во-вторых, вольтамперограмма - это такой несимметричный пик, сильно проигрывающий в удобстве работы с красивенькой полярограмой. Особенно плохо приходится, когда надо регистрировать несколько веществ: с перекрывающимися пиками разобраться сложно.
В третьих, чтобы не мешал пункт №2, в анализе обычно используют переменнотоковую или квадратно-волновую вольтамперометрию. Там получаются красивенькие симметричные пики - если процесс обратимый, а на графите это большой вопрос. Если он необратимый, то пики тоже симметричные, но гораздо шире и ниже. Амплитуду переменного сигнала желательно брать побольше, но меньше полуширины пика, иначе пик будет расползаться и налезать на соседей. Скорость развертки здесь роли не играет, обычно берут не очень большую (порядка 5 мВ/с)
Спасибо за консультацию. Графитовый электрод покрывал эпоксидкой, затем полировал пастой ГОИ. Теперь осознал его недостатки, попробую сделать электрод из тонкой позолоченной проволоки, если получится более -менее вменяемая вольтамперограмма, то купим нормальный электрод. И в соответствии с этим вопрос какой электрод лучше купить? Абсолютно согласен, что капающий ртутный электрод несравненно лучше, но использовать его мы не можем по "экологическим" соображениям. В качестве самописца есть мысль использовать PCS10- 4х канальный PC самописец (http://www.chip-dip.ru/product0/734305856.aspx) Как думаете, стоит ли?
Я уже все решил, и не пытайтесь сбить меня с толку фактами!
Я не знаю, честно говоря, какой электрод лучше купить. Ибо это вещь достаточно специфическая применительно к используемым методам анализа и определяемым веществам. Стоит посмотреть статейки по определению нужных Вам веществ, какой электрод там использовали, и от этого плясать.
PCS10 - приборчик интересный. Все бы хорошо, но чувствительность в 10 мВ - маловато. И, подозреваю, она еще чуток хуже, чем заявленные 10 мВ. Там явно стоит 8-битный АЦП (поэтому приборчик такой дешевый), предел измерения (в самом чувствительном режиме) - 3 В, делим на 256 (2 в 8-й степени, в соответствии с битностью АЦП), получаем 11.7 мВ.
С ПУ-1 на него будет подаваться только та составляющая потенциала, которая проходится при развертке. Обычно диапазон развертки берут в пределах 0.5 - 1 В. Если состряпать дополнительный усилитель, который будет усиливать выводимую полярографом разность потенциалов в 3 раза (это сгодится для большинства случаев жизни, принимая, что диапазон развертки не более 1 В), чтобы более полно использовать рабочий диапазон PCS10, то чувствительность будет порядка 4 мВ. Это уже почти прилично. Для аналитических определений можно считать нормальным.
С регистрацией тока дела обстоят примерно также. Здесь большой плюс ПУ-1 в том, что он позволяет с достаточно небольшим шагом изменять чувствительность при регистрации тока, и можно добиться вывода не таких уж маленьких значений потенциала (который, на самом деле - пересчитанный прибором ток). Тем не менее, тут есть приборное ограничение на вывод больших токов (точнее, потенциалов) - когда потенциалы становятся очень большими, начинаются срезаться все излишки, превышающие зашитое в приборе пороговое значение (где-то в районе 1 В). И приходится чувствительность снижать. Ну, в общем, предварительное усиление раза в 3 тоже не помешало бы.
В общем, я так скажу: сам по себе PCS10 выглядит полезным (правда, не работал я на нем и в глаза живьем не видел), быстродействие у него за глаза достаточное для вольтамперометрии, но имеет он либо неудачный предел измерения, либо низкую чувствительность (смотря как к этому подходить). Если есть что-то похожее с пределом измерения на 1 В, будет вполне нормально. Или если есть похожий приборчик на (хотя бы) 10-битном АЦП - было бы самое то.
PCS10 - приборчик интересный. Все бы хорошо, но чувствительность в 10 мВ - маловато. И, подозреваю, она еще чуток хуже, чем заявленные 10 мВ. Там явно стоит 8-битный АЦП (поэтому приборчик такой дешевый), предел измерения (в самом чувствительном режиме) - 3 В, делим на 256 (2 в 8-й степени, в соответствии с битностью АЦП), получаем 11.7 мВ.
С ПУ-1 на него будет подаваться только та составляющая потенциала, которая проходится при развертке. Обычно диапазон развертки берут в пределах 0.5 - 1 В. Если состряпать дополнительный усилитель, который будет усиливать выводимую полярографом разность потенциалов в 3 раза (это сгодится для большинства случаев жизни, принимая, что диапазон развертки не более 1 В), чтобы более полно использовать рабочий диапазон PCS10, то чувствительность будет порядка 4 мВ. Это уже почти прилично. Для аналитических определений можно считать нормальным.
С регистрацией тока дела обстоят примерно также. Здесь большой плюс ПУ-1 в том, что он позволяет с достаточно небольшим шагом изменять чувствительность при регистрации тока, и можно добиться вывода не таких уж маленьких значений потенциала (который, на самом деле - пересчитанный прибором ток). Тем не менее, тут есть приборное ограничение на вывод больших токов (точнее, потенциалов) - когда потенциалы становятся очень большими, начинаются срезаться все излишки, превышающие зашитое в приборе пороговое значение (где-то в районе 1 В). И приходится чувствительность снижать. Ну, в общем, предварительное усиление раза в 3 тоже не помешало бы.
В общем, я так скажу: сам по себе PCS10 выглядит полезным (правда, не работал я на нем и в глаза живьем не видел), быстродействие у него за глаза достаточное для вольтамперометрии, но имеет он либо неудачный предел измерения, либо низкую чувствительность (смотря как к этому подходить). Если есть что-то похожее с пределом измерения на 1 В, будет вполне нормально. Или если есть похожий приборчик на (хотя бы) 10-битном АЦП - было бы самое то.
надо понимать 50-1.1MONSTA писал(а):Описание к ПИ-50-1 (может, и ПИ-50-11)
Достаточно одного.
С точки зрения "анатомии" разница между ними минимальна, в ПИ-50-1.1 в блоке питания +/- 15В стоят КТ972, КТ973 которых нет 50-1, и на два операционника меньше в усилителе компенсации.
В остальном они близнецы.
Når månen skinner blek og ensom...
Прошу прощения за задержку, при отсутствии достаточного опыта долго провозился. Паспорт на ПИ-50-1 лежит в exchange. Как я говорил, напечатано не слишком разборчиво, строчки друг на друга налезают, OCR просто невозможен. Так что я это дело кинул в PDF в виде рисунков, и объем получился приличный - за 6 метров. И еще - не сумел найти все схемы к потенциостату (но примерно знаю, где искать), а то, что найдено, в файл не включено: еще не обработал. Если надо, поищу оставшееся и слеплю альбомчик схем.
Сфоткаю схемы к субботе.
В принципе, могу помочь с ремонтом как советом, так и практически (Мск).
По опыту, в большинстве случаев единственной неприятностью является пробой одного из выходных транзисторов (КТ808). Выявляется путем их поголовной прозвонки тестером.
Следом за этим могут (не обязательно) помереть операционники в услилителе регистрации. БП +/-60 В успевает дожить до срабатывания защиты. Может загнуться и БП +/- 15В, и напряжение на его выходе может вырасти до ~21 В. Операционники его выдерживают. В 50-1.1 пробивало один из "дарлингтонов" на его выходе. В 50-1 их нет, наверное, соответственно, горит сама микросхема стабилизатора.
Другие поломки, по видимому редки.
Любителям надежности можно посоветовать еще "превентивную"
замену электролитических конденсаторов.
В принципе, могу помочь с ремонтом как советом, так и практически (Мск).
По опыту, в большинстве случаев единственной неприятностью является пробой одного из выходных транзисторов (КТ808). Выявляется путем их поголовной прозвонки тестером.
Следом за этим могут (не обязательно) помереть операционники в услилителе регистрации. БП +/-60 В успевает дожить до срабатывания защиты. Может загнуться и БП +/- 15В, и напряжение на его выходе может вырасти до ~21 В. Операционники его выдерживают. В 50-1.1 пробивало один из "дарлингтонов" на его выходе. В 50-1 их нет, наверное, соответственно, горит сама микросхема стабилизатора.
Другие поломки, по видимому редки.
Любителям надежности можно посоветовать еще "превентивную"
замену электролитических конденсаторов.Når månen skinner blek og ensom...
Схемы в обменнике.
Надежность оксидных кондеров вещь хитрая... Считается, что они могут полететь после нескольких лет простоя прибора, а при регулярных включениях живут дольше.
Эл. конденсаторы я менял полностью в двух приборах 1990 г. выпуска т.к. на выводах лежачих корпусов были видны какие-то черные подпалины. Кроме того, взявшись пинцетом за один из стоячих корпусов, я незаметно для себя снял стаканчик
После чего было принято радикальное решение 
Не трогал только 10000 мкФ в БП 12 В, и большие, которые стоят около трансформатора. Менял на большие номиналы как по емкости (фильтрующие на питании +-15 В : 20-->100 1000->4700), так и по напряжению (вместо 16 В соотв. 25 и вместо 100 - 160). Не решился увеличивать емкости в стаб. 60 В (мало-ли как сыграет на переходных процессах при включении
). Естесственнно, не меняется 
номинал тех, которые по назначению не фильтрующие, а времязадающие.
Обратите внимание, некоторые кондеры оксидные неполярные.
Который стоит в схеме защиты может оказаться life-critical.
Надежность оксидных кондеров вещь хитрая... Считается, что они могут полететь после нескольких лет простоя прибора, а при регулярных включениях живут дольше.
Эл. конденсаторы я менял полностью в двух приборах 1990 г. выпуска т.к. на выводах лежачих корпусов были видны какие-то черные подпалины. Кроме того, взявшись пинцетом за один из стоячих корпусов, я незаметно для себя снял стаканчик
После чего было принято радикальное решение Не трогал только 10000 мкФ в БП 12 В, и большие, которые стоят около трансформатора. Менял на большие номиналы как по емкости (фильтрующие на питании +-15 В : 20-->100 1000->4700), так и по напряжению (вместо 16 В соотв. 25 и вместо 100 - 160). Не решился увеличивать емкости в стаб. 60 В (мало-ли как сыграет на переходных процессах при включении
). Естесственнно, не меняется номинал тех, которые по назначению не фильтрующие, а времязадающие.Обратите внимание, некоторые кондеры оксидные неполярные.
Который стоит в схеме защиты может оказаться life-critical.
Når månen skinner blek og ensom...
Кто сейчас на конференции
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 17 гостей