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电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

电化学工作站
电化学工作站的概述
电化学工作站的概述

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。概述能...[查看全部]

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电化学工作站概述
电化学工作站的概述

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

概述

能够直接用来测量电极上的稳态电流。若连接微电流放大器及屏蔽箱,能够对1pA或更低的电流进行测量。若连接大电流放大器,电流范围能够拓宽到±100安。一些实验方法的时间尺度的数量级能够达到l0倍,有着非常宽广的动态范围。甚至一些工作站没有时间记录的限制。。能够测量电位滴定、电流滴定、交流伏安法、交流阻抗法以及循环伏安法。两电极、三电极及四电极的工作方式能够由工作站同时进行。四电极能够用来进行液/液界面电化学测量,对于大电流或低阻抗电解池至关重要。能够将因为电缆和接触电阻导致的测量误差消除掉。仪器还有外部信号输入通道,能够在对电化学信号进行记录的同时对如光谱信号,快速动力学反应信号等外部输入的电压信号进行记录。此对光谱电化学,电化学动力学等实验,非常的便利。

电化学工作站主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,两者的区别是多通道工作站能够对多个样品同时进行测试,和单通道工作站相比,其测试效率更加的高,对于大规模研发测试非常合适,能够使得研发速度加快显著。

电化学工作站已经为商品化的产品,不同型号的产品为不同厂商所提供,电化学测量技术和功能也有所不同,然而有着基本相同的硬件参数指标和软件性能。

电化学为对电和化学反应相互关系进行研究的科学。能够利用电池来完成电和化学反应相互作用,也能够通过高压静电放电来使电和化学反应相互作用得以实现,电化学为两者的统称。后者是电化学的一个分支,叫做放电化学。所以电化学通常专指“电池的科学”。

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电化学工作站发展历史
电化学工作站的发展历史

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

发展

1791年,金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象为伽伐尼所发表,通常被认为此是电化学的起源。

1799年,基于伽伐尼的工作,用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”也就是如今所说的“伏打堆”被伏打发明了出来,此作为化学电源的雏型。恒稳电流的电源在发明直流电机以来由各种化学电源所提供。

1834年,法拉第电解定律的发现奠定了电化学的定量基础。

19世纪下半叶,通过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,一个明确的热力学含义被赋予了电池的“起电力”(现在叫做“电动势”)。

1889年,参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系由能斯特使用热力学导出了,也就是著名的能斯特公式。

1923年,被人们普遍所接受的强电解质稀溶液静电理论由德拜和休克尔所提出,使电化学在理论探讨和实验方法方面的发展得到了大大地促进。

20世纪40年代,由于电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们能够对快速和复杂的电极反应进行研究,电极界面上分子的信息能够被提供。电化学一直为物理化学中比较活跃的分支学科,其发展和固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。

应用领域

1. 纳米科学研究

2. 传感器研究

3. 金属腐蚀研究

4. 电池研究

5. 研究电化学机理。

6. 生物技术

7. 物质的定性定量分析。

8. 常规电化学测试。

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电化学工作站运行原理
恒电位仪的运行原理

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

从整体上而言,恒电位属于一个放大负反馈的输出系统,和如埋地管道等被保护物组成闭环调节,利用参比电极来对通电点电位进行测量,作为取样信号与控制信号相比较,使得极化电流输出的控制和调节得以实现,使通电电位能够在设定的控制电位上得以保持。

仅需正确地计算设计放大倍数,取样信号特性与仪器输入输出特性的线性一致足够,并且能够良好地进行调整。在额定工作范围内,保护物通电点的电位与设定的控制电位通过恒电位仪保持一致,误差通常小于5毫伏。正是由于使通电点电位和恒定保持接近的性质,所以被叫做恒电位仪。

运行原理

防护输气管道腐蚀的有效方法,即为阴极保护法。阴极保护系统的控制zhong心和电源,即为恒电位仪。连接恒电位仪的正极电缆与辅助阳极,在通电以后使一个半球面电场在地下形成,在被保护管道上接负极,连接参比电极接线柱与参比电极,在管道附近埋设参比电极,对输气管道电位进行测量,对保护效果进行监测。开启恒电位保护以后,由恒电位仪正极流出保护电流,通过辅助阳极往土壤中进入,再往管道上流入,又沿着阴极导线往电源负极返回,从而对管道起到了保护的作用。

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电化学工作站结构
恒电位仪的结构

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

恒电位仪本身就是一台整流器下的一个分支,恒电位,恒电流功能为其所具备。恒电位是指将参比电极反馈作为恒定标准,来对整理器的输出进行控制。若恒电位一旦有如参比电极损坏或者干扰等问题出现,此时恒电位仪应当如何工作。此时恒电流功能就被需要,恒定电流输出,也就是说,不改变电流输出,电压发生变化。

结构

反馈电阻、样品溶液、三电极体系以及运算放大器为理想的三电极恒电位仪电路的四个主要组成部分。其中工作电极、参比电极、辅助电极又构成了三电极体系。待测溶液在外加电位条件下发生电化学反应,从而对该电极上产生的电流进行测定。一个导通回路由辅助电极和工作电极所构成。而工作电极和辅助电极的基准电极即为参比电极。工作电极产生的电流主要通过反馈电阻被转换为电压,来与后端采集输入的要求相符合。

比较放大器为恒电位仪的核心,通过深度负反馈的差动放大器构成,通常采用性能优良的集成运算放大器,其输入是对电路进行控制和参比,往跟随放大、控制移相、振荡等电路输出,使得触发脉冲生成,晶闸管整流电路构成了极化电源,输出通过对导通角进行改变来实现。

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电化学工作站故障及处理
恒电位仪的常见故障和处理方法

电化学测量系统简称为电化学工作站,为电化学研究和教学常用的测量设备。其主要包括单通道工作站和多通道工作站两大类,在生物技术、物质的定性定量分析等方面应用。

从整体上而言,恒电位属于一个放大负反馈的输出系统,和如埋地管道等被保护物组成闭环调节,利用参比电极来对通电点电位进行测量,作为取样信号与控制信号相比较,使得极化电流输出的控制和调节得以实现,使通电电位能够在设定的控制电位上得以保持。

常见故障及处理方法

1、增大噪音

故障原因:主变压器、滤波电抗器螺栓松动;主继电器接触不良;机箱放置不平。

处理方法:将松动螺栓拧紧;对主继电器进行更换;垫平机箱。

2、故障灯亮

故障原因:参比电极失效或者参比电极电缆开路;阳极或阴极汇流电缆开路;测试转换跳动

处理方法:对参比电极进行更换或者对参比电极电缆进行检查;对阳极或阴极汇流电缆进行检查;将复位按钮按下。

3、电源指示没有亮

故障原因: 指示灯损坏;电源熔断器熔断;主电源断路器跳闸

处理方法:对熔断器或指示灯进行更换;对设备短路与否进行检查,之后合上开关。

4、C1电位指示下降;输出电压、电流达到zui大

故障原因:参比电极损坏;其它地下金属结构物短路;绝缘法兰短路。

处理方法:对短路的绝缘法进行修复,将地下金属结构物断开,对参比电极进行更换或者对电极测量线进行检查。

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