[其他]伏安极谱卡

说明书

本实用新型为计算机上使用的伏安极谱卡，属于电分析化学领域，是伏安极谱分析的测试仪器。

伏安极谱卡是计算机的外设接口卡，利用它可以把计算机系统和能进行伏安极谱卡测定的电极系统联系起来，构成智能伏安极谱分析系统，使传统的伏安极谱分析智能化。提高电分析化学测试的灵敏度、精确度，促进电化学仪器的更新换代，同时，也开阔了电子计算机的应用领域。

1922年捷克电化学教授Heyrovsky提出以滴汞电极为阴极、研究溶液电解中的电压（伏）-电流（安）关系，进行定量分析，由此建立起来的极谱分析成为分析化学的重要分支;并和日本京都大学志方益三博士共同设计了第一台自动记录极谱仪。

伏安极谱分析仪器至今已经历了三次较大的变革。第一代是以电子管和机械开关件为主构成的极谱仪，这种类型仪器结构庞大，噪音高，故障率较高，功能不足，成本也较高。

第二代是七十年代发展起来的集成电路构成的伏安极谱仪，这类仪器结构简单，方便，功能较高，可以方便地对电极电流进行多次微分。以及进行微分脉冲，循环伏安等多种电极过程的测定，成本也较低。

第三代是智能化的伏安极谱仪，在智能化的伏安极谱仪中，国外是以专用仪器的形式出现，比如美国的PAR384系列，把九种操作方式固化在ROM里，瑞士的646伏安处理机也是把各种操作方法固化在EPROM里，这样由于微机的改造（按伏安极谱分析的格式进行搭件）比较复杂，通用化程度低，成本较高，如瑞士的646伏安处理机一台价达38000瑞士法朗，而且操作者很难灵活地按自己的意图去更换操作程序。

智能化仪器在国内尚属开始阶段，一般的是保留了极谱仪的主机（如中国科技大学设计，江苏泰县电分析仪器厂生产的MJP微机化多功能极谱仪），把主机测定信号送到微机进行处理，或专门设置一台电分析仪与微机接口，这样做不仅设备复杂了，而且成本更高了，因为除了仪器主机外，还要多一台计算机。

为此，本实用新型设计出一种伏安极谱卡，它以计算机作为主机，把整个极谱分析过程用一套电路（即伏安极谱卡）代替。该电路包括数/模转换电路、电流检测及微分放大电路、模/数转换电路。这三部分电路由于采用集成元件，功耗低、体积小，供电电源及控制信号均来自作主机用的计算机。使用时以接口卡的形式插在计算机的外设插槽中（现在国内较常见的ZBM-PC及Apple-Ⅱ等微型计算机即有所需的外设插槽），配以适当的软件和电极就可完成伏安极谱测定，从而完成伏安极谱分析的各种模式，这样就完全免去了伏安极谱仪主机。该接口卡即是本实用新型的伏安极谱卡。

智能极谱分析系统的构成框图如图1所示。图中虚线为本发明伏安极谱卡的组成部分，它通过计算机的总线与计算机主机相连。本发明的伏安极谱卡由数/模转换电路、电位恒定电路、电流检测电路、多级微分放大电路、倍率选择模拟开关、输出方式选择模拟开关和模数转换电路组成。

本发明伏安极谱卡的工作原理如下：

伏安极谱卡首先通过数/模转换电路把计算机主机给的数字量转换成模拟电压，这个模拟电压又经电位恒定电路将该模拟电压源的带负载能力提高，使得在电解池的内阻发生较大变化时仍能得到予定的扫描电压。伏安极谱卡的这部分电路取代了普通伏安极谱仪中的波形发生电路。然后电位恒定电路把数/模转换电路输出的模拟电压加到电解池上（此电解池可以是固体电极也可以是滴汞电极等）。电解池上产生的待测溶液的反应电流首先经一级电流检测电路进行检测并加以放大转化成相应的电压信号输出，放大的倍数由倍率选择模拟开关控制。为了提高伏安极谱卡的检测灵敏度及分辨率，在检测电路输出电信号后，又经多级微分放大电路放大后再进入模/数转换电路，微分级数等输出方式的选择也由计算机通过输出方式选择模拟开关来加以控制。最后，模/数转换电路把经过微分放大后幅度适当的待测信号转换成数字信号送入计算机。以后计算机进行一系列所需的数据处理，从而取代了普通伏安极谱测量中许多繁琐的人工计算，提高了电化学分析的自动化程度，同时也提高了检测的精度及分辨能力。数据处理后得到的分析结果再通过打印机、显示器及磁盘自动的进行显示、记录和存贮。

从功能上讲，本伏安极谱卡可分成三个部分：（一）数/模转换及电位恒定部分;（二）电流检测及微分放大部分;（三）模/数转换部分。下面结合附图详细介绍这三部分的电路构成。

（一）数/模转换及电位恒定电路