[發明專利]一種極譜儀前置放大電路裝置及方法

無效

• 申請號: 201010145732.1
• 申請日: 2010-04-14
• 公開（公告）號: CN101806771A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 曾國強;徐進勇;張慶賢;葛良全;程峰;谷懿;楊強
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N27/48
• 分類號: G01N27/48;H03F3/45
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所 11221
• 代理人: 魏殿紳

技術領域

本發明涉及極譜儀裝置，尤其涉及一種極譜儀前置放大電路裝置及方法。

背景技術

現有技術一中，極譜儀前置放大電路中的電流轉換電壓信號的電路如圖1 所示，在測量溶液中指定離子的濃度時，通常采用如圖1所示的電路，將電解 電流轉換為電壓信號進行測量。

現有技術一的缺陷在于，由于電阻R的值固定不變，僅可以實現對單一 的、指定離子的濃度或離子濃度范圍較小的指定離子的濃度進行測量。

現有技術二中，采用如圖2所示的電路，即采用繼電器或多路模擬開關切 換不同阻值的電阻，作為極譜儀前置放大電路中的電流轉換電壓信號的電路， 從而實現了量程切換。極譜儀所能測量的指定離子的濃度的范圍為10-8 mol/L～1mol/L(“mol/L”表示“摩爾每升”，為濃度計量單位)，對應的電 解電流的變化范圍通常可達到幾個數量級，如從10nA(nA表示納安，為電流 計量單位)到1mA(mA表示毫安，為電流計量單位，1mA＝106nA)。

如圖2所示，ADG708BRU為一個極低導通阻抗的高速多路模擬開關，通 過給ADG708BRU中的A0、A1和A2三根地址線輸入不同的電平信號，即可 實現對ADG708BRU的8腳和與S1-S8連接的八個電阻中任意一個電阻連 接，進而達到切換量程的目的。當A0、A1、A2均為低電平時，8腳與S1連 接，也就是運算放大器的反饋電阻為100MΩ，若此時電源電壓最高為5V， 則允許通過的電解電流的范圍為0nA-50nA；當A0、A1、A2都為高電平時， 8腳與S8連接，此時運算放大器的反饋電阻為1KΩ，允許通過的電解電流范 圍為0nA-5mA，因而，在50nA量程時，可以精細地測量溶液中低濃度的指定 離子的濃度，在5mA量程時，可以精細地測量溶液中高濃度的指定離子的濃 度。

現有技術二的缺陷在于，由于極譜儀前置放大電路采用了多路模擬開關， 引入模擬開關的泄漏電流，測量指定離子的濃度時，誤差比較大；同時因為多 路模擬開關導通電阻的存在，影響電解電流的實際放大倍數的精度，而且不同 開關之間的導通電阻并非完全一致，也會帶來量程誤差；由于需要多次測量才 能夠確定最佳量程，致使測量時間長，可操作性低。

發明內容

鑒于上述現有技術中極譜儀前置放大電路的裝置和方法所存在的不足之 處，本發明提供一種極譜儀前置放大電路裝置及方法，有效地解決現有技術中 存在的缺陷，擴大測量范圍，提高測量速度，降低測量誤差。

本發明實現一種極譜儀前置放大電路裝置，包括：

所述極譜儀前置放大電路裝置包括：

灌電流轉換單元，用于將極譜儀檢測到的電解池電流轉換成源電流，所述 電解池電流為含有被測離子溶液的電解池在掃描電壓作用下產生的電流，所述 源電流為輸入至對數放大器的電流信號；

所述對數放大器，用于將接收到的電流信號根據對數關系轉換成電壓信 號，轉換公式為：Vo＝1v*log(I1/I2)，其中，Vo為所述對數放大器輸出電壓信 號的電壓值，v為物理量電壓的物理單位，I1為所述對數放大器接收到的電流 信號的電流值，I2為特定精密基準電流值；

和

電流補償單元，用于產生補償電流，消除所述灌電流中的直流信號，保證 信號檢測的精度。

本發明還實現一種極譜儀前置放大電路方法，包括：將極譜儀檢測到的電 解池電流轉換成源電流，所述電解池電流為含有被測離子溶液的電解池在掃描 電壓作用下產生的電流，所述源電流為輸入至對數放大器的電流信號；

將接收到的電流信號根據對數關系轉換成電壓信號，轉換公式為： Vo＝1v*log(I1/I2)，其中，Vo為所述對數放大器輸出電壓信號的電壓值，v為 物理量電壓的物理單位，I1為所述對數放大器接收到的電流信號的電流值，I2 為特定精密基準電流值；

產生補償電流，消除所述灌電流中的直流信號，保證信號檢測的精度。

本發明有益效果是：

本發明通過灌電流轉換單元和對數放大器對溶液中指定離子的濃度進行 測量，可實現對大范圍的、指定離子的濃度的測量，省略量程切換，增大測量 范圍，提高測量速度，降低測量誤差。

附圖說明

圖1為現有技術一中極譜儀前置放大電路中的電流轉換電壓電路；

圖2為現有技術二的極譜儀前置放大電路中的電流轉換電壓電路；