Ag_AgCl电极自噪声的测定

合集下载

材物化原电池电势的测定标准值

材物化原电池电势的测定标准值

材物化原电池电势的测定标准值
材物化原电池(也称为标准电极电位)是指在特定条件下,以氢离子(H^+)为参考电极,用于测定其他电极电势的标准电极。

它的电势被定义为0伏特,并且被用作电化学电势的基准。

在标准状况下(温度为298K、压力为101.325 kPa),材料化原电池的电势可以通过以下公式来计算:
E°cell = E°right - E°left
其中,E°cell代表材料化原电池的电势,E°right代表右侧电极的标准电势,E°left 代表左侧电极的标准电势。

为了方便测量和比较,国际上确定了一系列标准电极,如Ag/AgCl电极、Hg/Hg2Cl2电极、Cu/CuSO4电极等。

这些标准电极的电势已被实验测定并公认为标准值。

例如,以Ag/AgCl电极作为右侧电极,以H2/H+电极作为左侧电极时,材料化原电池的标准电势为0.1976伏特。

材料化原电池的测定标准值是电化学研究中非常重要的参考值,它被广泛应用于化学、生物、医药等领域。

在实际应用中,需要根据具体条件选择合适的标准电极,并根据电化学反应的特点,计算出材料化原电池的电势。

Ag_AgCl电极自噪声的测定

Ag_AgCl电极自噪声的测定

DOI:10.3969/j.issn.1009-3486.2011.02.014Ag/AgCl 电极自噪声的测定收稿日期:2010-08-22;修回日期:2010-10-10。

基金项目:国家部委基金资助项目(5144407105JB11)。

作者简介:胡 鹏(1984-),男,博士生,主要研究方向为军用目标特性及探测,E -mail:hup220@ 。

胡 鹏,谭 浩,龚沈光(海军工程大学兵器工程系,武汉430033)摘 要:为了验证固态A g/A gCl 电极能否满足对微弱海洋电场信号的探测,在对Ag /Ag Cl 电极自噪声产生机理分析的基础上,设计了Ag /Ag Cl 电极自噪声的测量实验。

通过实验,测量了不同海水电导率下一对A g/Ag Cl 电极的自噪声。

测量结果表明:该电极能满足船舶电场的近场测量,且其自噪声随海水电导率的增大而减小,当海水电导率增大到一定程度时,该电极的自噪声变化起伏很小,可近似认为没有变化。

所得结论对低噪声水下电场传感器的研制和实测水下电场数据的分析具有一定的借鉴意义。

关键词:自噪声;A g/A gCl 电极;海水电导率中图分类号:O441.5 文献标志码:A 文章编号:1009-3486(2011)02-0068-04Measurement of Ag/AgCl electrode s self -noiseH U Peng,T AN H ao,GON G Shen -g uang(Dept.of Weaponr y Engineering,Naval U niv.of Engineering,Wuhan 430033,China)Abstract:In order to validate w hether the Ag /Ag Cl electrode can be used to detect w eak o cean elec -tric signals,a measurement experiment of Ag/Ag Cl electr ode s self -noise w as desig ned based on the a -nalysis o f the r easo n fo r Ag /Ag Cl electrode s self -noise.A pair of Ag/AgCl electr ode s self -noises in different seaw ater conductivities w as m easured in the labor atory.The results show that the electr ode can be used to measure the ship s near electric field and its self -noise variation w ith seaw ater co nduc -tivity.In addition,w hen the seaw ater conductivity increases to a cer tain value,the fluctuation o f the electr ode s self -noise is small o r approx imately co nsidered to be zero.The conclusio n draw n is sig nif-i cant for the desig n of an underw ater electric field senso r w ith low self -noise and the analy sis of the measured data of the underw ater electr ic field.Key words:self -noise;Ag/A gCl electrode;seaw ater co nductiv ity由于海水的导电性,海洋电场信号在海水中随着传播距离的增大会变得极其微弱[1-2],因此必须开发高灵敏度、低噪声的传感器来探测这些微弱信号。

agcl标准电极电位

agcl标准电极电位

agcl标准电极电位AGCL标准电极电位。

AGCL标准电极电位是指氯化银电极在一定条件下的电位值,是电化学研究中常用的标准电极之一。

AGCL电极是一种重要的参比电极,具有稳定的电位和良好的重现性,广泛应用于电化学分析、电化学传感器等领域。

本文将对AGCL标准电极电位的相关知识进行介绍,以便更好地了解和应用该电极。

AGCL标准电极电位与氯化银电极。

氯化银电极是由纯银电极与饱和氯化银溶液(AgCl)接触构成的。

在一定条件下,氯化银电极的电位与氯化银溶液中Ag+和Cl-的浓度成正比,即E(Ag/AgCl)=E0+RT/nFln([Cl-])。

其中E(Ag/AgCl)为氯化银电极的电位,E0为标准电极电位,R为气体常数,T为温度,n为电子转移数,F为法拉第常数,[Cl-]为氯离子浓度。

AGCL标准电极电位的测定。

AGCL标准电极电位的测定需要保证一定的实验条件,如温度、pH值、离子浓度等。

通常情况下,采用玻璃电极和氯化银电极组成电池,通过电位差计或数字电位计测定氯化银电极的电位。

在测定过程中,需要注意保持电极的稳定性和重现性,避免外界干扰对测定结果的影响。

AGCL标准电极电位的应用。

AGCL标准电极电位在电化学分析和传感器中有着重要的应用价值。

在电化学分析中,AGCL标准电极电位常用作参比电极,用于测定待测溶液的电位,计算待测溶液中离子的浓度。

在电化学传感器中,AGCL标准电极电位可用于测定环境中氯离子的浓度,监测水质污染等。

AGCL标准电极电位的影响因素。

AGCL标准电极电位受多种因素的影响,如温度、离子浓度、pH值、电极表面状态等。

在实际应用中,需要注意这些因素对电位的影响,采取相应的措施进行修正和校正,以确保测定结果的准确性和可靠性。

结语。

AGCL标准电极电位是电化学研究中的重要参数,具有广泛的应用前景。

通过本文的介绍,相信读者对AGCL标准电极电位有了更深入的了解,能够更好地应用于实际研究和生产中。

agagcl参比电极电位

agagcl参比电极电位

agagcl参比电极电位一、agagcl参比电极电位的定义与作用agagcl参比电极是一种常用的参比电极,其电位被定义为0.1976V (25℃,1mol/L KCl溶液)。

在电化学实验中,agagcl参比电极常用于测量其他电极的电位,通过与待测电极进行比较,可以确定待测电极的电位。

agagcl参比电极的电位稳定性较好,使用方便,因此被广泛应用于各种电化学测量和实验中。

二、agagcl参比电极的构成和原理agagcl参比电极由三个主要部分组成:银电极、银氯化物(AgCl)和KCl溶液。

银电极是主体部分,由纯银制成;银氯化物是电极表面的一层薄膜,由银和氯离子反应生成;KCl溶液则是用于维持电极内部的离子浓度平衡。

根据Nernst方程,agagcl参比电极的电位与溶液中的氯离子浓度相关,因此通过调节KCl溶液中的浓度可以改变参比电极的电位。

三、agagcl参比电极的使用注意事项1. 参比电极的电位与温度密切相关,通常需要进行温度补偿。

在实际操作中,可以使用温度传感器测量温度,并结合温度校正公式对电位进行修正。

2. 参比电极的维护也非常重要。

在使用过程中,应定期清洗和校准参比电极,以确保其电位的准确性和稳定性。

3. 在实验过程中,参比电极的连接方式也需要注意。

通常情况下,参比电极应与待测电极通过盐桥相连,以保持两个电极之间的电位平衡。

4. 参比电极的选择也需根据实际需求进行。

除了agagcl参比电极,还有其他种类的参比电极可供选择,如银银离子电极(Ag/Ag+)和饱和甘汞电极(Hg/Hg2+)。

不同的参比电极适用于不同的实验条件和测量要求。

四、agagcl参比电极在电化学实验中的应用agagcl参比电极广泛应用于电化学测量、电解和电池等实验中。

例如,在PH测量中,可以使用agagcl参比电极与玻璃电极相结合,通过测量电位差来确定溶液的PH值。

在电解实验中,参比电极可用于测量电解池中产生的电位差,从而计算出电解反应的标准电极电位。

《物理化学基础实验》银-氯化银电极的制备及热力学函数的测定实验

《物理化学基础实验》银-氯化银电极的制备及热力学函数的测定实验

《物理化学基础实验》银-氯化银电极的制备及热力学函数的测定实验一、实验目的1.测定化学电池在不同温度下的电动势,计算电池反应的热力学函数r G m、rH m和rS ;2.学会银—氯化银电极的制备方法; 3.掌握电位差计的测量原理和使用方法。

二、实验原理电池除可用作电源外还可以用来研究构成此电池的化学反应的热力学性质,从化学热力学知道,在恒温,恒压,可逆的条件下,其电池的吉布斯自由能增量r G m与电池电动势E 有以下关系:zFE G m r -=∆ (1)根据吉布斯-亥姆霍兹公式,rG m 反应热rH m ,熵变rS m 和温度T 的关系为:m r pmr m r m r S T TG T H G ∆-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∆∂=∆-∆ (2) 带入(1)式可得p m r T E zFT zEF H ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+-=∆ (3)pm r T E zF S ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=∆ (4)因此,在恒压下(一般在常压下),测量一定温度T 时的电池电动势E ,即可求得电池反应的rG m 。

测定不同温度下的电动势,最后以电动势对温度作图, 即可从曲线求得电池的温度系数pT E ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂。

利用(3)和(4)式,即可求得rH m 和rS m 。

如果电池反应中,反应物和生成物的活度系数均为1,温度为298K ,则所测定的电动势和热力学函数即为:E θ,mr H θ∆和r m S θ∆。

例如,电池:Ag|AgCl|KCl(a)|Hg 2Cl 2|Hg 在放电时,左边为负极,起氧化反应Ag+Cl -(a)= AgCl +e -其电极电势为:ϕAgCl/Ag =θϕAgCl/Ag –(RT/F )lna(Cl -) 右边为正极,起还原反应 1/2 Hg 2Cl 2+ e-= Hg + Cl -其电极电势为:Hg Cl Hg /22ϕ=θϕHgCl Hg /22–(RT/F )lna(Cl -) 总的电池反应为:Ag+1/2 Hg 2Cl 2= AgCl + Hg电池电动势为:E = Hg Cl Hg /22ϕ-ϕAgCl/Ag =θϕHgCl Hg /22-θϕAgCl/Ag =E θ由此可知,若在298K 测定该电池电动势,即可求得E θ,由(1)式求得G θ。

银-氯化银电极标准电极电势的测定

银-氯化银电极标准电极电势的测定

实验八 银-氯化银电极标准电极电势的测定1 前言1.1 实验目的测定银-氯化银电极的标准电极电势。

1.2 实验内容30℃时,用电位差计分别测量银-氯化银电极中KCl 溶液浓度0.0100 mol ·L -1,0.0300 mol ·L -1,0.0500 mol ·L -1,0.0700 mol ·L -1,0.0900 mol ·L -1时Hg |Hg2Cl2,KCl (饱和)‖KCl (c )|AgCl |Ag 电池的电动势,再加上计算得到的负极饱和甘汞电极的电势,得到不同αCl ˉ条件下银-氯化银电极的电势,再根据能斯特方程得到标准电极电势。

1.3 实验原理在电池中,电极都具有一定的电极电势。

当电池处于平衡态时,两个电极的电极电势只差就等于该可你电池的电动势,规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差,即 E = φ+-φ- (1)式中,E 是原电池的电动势。

φ+、φ-分别代表正、负极的电极电势。

在本次实验中,银-氯化银电极为正极φAg|Agcl = E + φ饱和甘汞 (2)负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值,故其电极电位只与温度有关,其关系式:φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00076(t /℃–25) (3)根据电极电位的能斯特方程,有Oϕϕ= -RT/ZF ·ln(α还原/α氧化) (4) Oϕϕ= -RT/ZF ·ln(α还原/α氧化) (5)φAg/AgCl = φθAg/AgCl -RT/F lg ɑCl- (6)式中:T 为热力学温度;R 为摩尔气体常量;z 为反应的电荷数;F 为法拉第常量;α为活度,在本次实验中,因KCl 浓度很稀,ɑCl-≈c Cl-。

补偿法测电源电动势的原理:+-用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势,使电路中没有电流通过,这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E 。

关于AGCALC功能的阐述

关于AGCALC功能的阐述

AGC(Automatic Gain Control)自动增益控制:使放大电路的增益自动地随信号强度而调整的自动控制方法。

它的作用是当信号源较强时,使其增益自动降低;当信号较弱时,又使其增益自动增高,从而保证了强弱信号的均匀性。

ALC(Automatic Level Control)自动电平控制:是指当直放站工作于最大增益且输出为最大功率时,增加输入信号电平时,直放站在一定范围内自动衰减链路增益,保持对输出信号电平控制的能力。

简单来说两者实现电路是一样的。

通过功放管后面的功检电路检测出来的实际输出功率与标准值进行比较。

对于ALC来说如果实际功率高于标准值则可以通过电路衰减器将增益适当衰减,使输出功率维持在标准范围之内;对于AGC来说如果实际功率高于标准值可以控制衰减器衰减降低链路增益,如果实际功率低于标准值则适当控制衰减器放开几个dB增加链路增益,维持输出功率保持不变。

目前我司产品绝大部分(除去个别民用级别MINI站外)产品均带有ALC功能。

可以在设备满功率运行时避免因输入信号突然加大,导致模块工作在超出额定输出功率情况下造成的损坏,同时也保证模块不会因输出功率过大线性度恶化产生对相邻小区的干扰。

国外客户提出自己的需求,有时会需要有AGC功能或者要求同时具备AGC和ALC的功能。

这个时候就需要我方人员对其进行技术上的解释及引导。

首先作为我们设备来讲,实现AGC的功能并不存在难度,但是出于直放站在实际工程应用的考虑,不建议直放站设备具备AGC功能。

原因是在现代移动通信系统当中无论是时分系统的GSM 还是码分系统的CDMA、WCDMA等,其基站内部都具有功率自动控制的功能。

会根据实时检测到的电平强度、质量等通知移动台控制发射功率的大小。

而如果此时直放站设备内部启动了AGC的功能,对于移动台的正常功控响应动作也会进行抵消,使得发射信号失去了功率控制的意义。

从这个角度分析AGC有的时候还会对小区的覆盖产生不良的影响。

ag agcl电极用途

ag agcl电极用途

ag agcl电极用途AG/AgCl电极是一种重要的电化学传感器,在许多领域中具有广泛的应用。

下面将介绍AG/AgCl电极的用途以及其工作原理。

AG/AgCl电极最常见的应用是在电化学分析中,用于测量电化学反应的电势或电流。

它可以用于测量溶液中的pH值、氧气浓度、离子浓度等参数。

由于其优异的稳定性和可重复性,AG/AgCl电极常常被用作参比电极、工作电极或计量电极,以保证测量结果的准确性和可靠性。

在环境监测中,AG/AgCl电极可以用于测量水体中的重金属离子、氨氮、硝酸根、温度等参数,从而评估水质的污染程度和环境的健康状况。

此外,AG/AgCl电极还可以用于土壤和气象监测领域,用于测量土壤中的离子浓度和土壤电导率,或测量大气中的气象参数如气温、湿度等。

在医学领域,AG/AgCl电极常用于测量生物体内的生理参数,如血液中的pH值、离子浓度和氧气浓度,从而帮助医生诊断病症和监测病情。

此外,AG/AgCl电极也可以用于心脏电生理学研究中,记录心电图信号,检测心脏功能异常。

在食品工业中,AG/AgCl电极可以应用于食品的质量控制和监测。

例如,它可以用于测量食品中的离子浓度、pH值和氧气浓度,以评估食品的新鲜度、酸碱度和抗氧化能力。

此外,AG/AgCl电极也广泛应用于材料科学、能源储存和生物技术等领域。

在材料科学中,它可以用于评估金属、合金和塑料等材料的腐蚀性能。

在能源储存中,AG/AgCl电极可用于构建锂离子电池、燃料电池和超级电容器等电化学装置。

在生物技术中,AG/AgCl电极可以应用于DNA测序、蛋白质电泳和细胞膜电位测量等实验中。

AG/AgCl电极的工作原理是基于银和氯化银之间的反应。

银电极在电解液中会与氯离子反应生成氯化银沉淀,从而形成银/氯化银电极。

当电极与溶液接触时,溶液中的离子将在电极上发生氧化还原反应,导致电极出现电位差或电流,而这些变化可以被测量和记录下来。

银/氯化银电极可通过连接到外部测量仪器来读取和分析电位或电流信号。

水质在线监测常用传感器简介

水质在线监测常用传感器简介

1 余氯传感器在线测量余氯的方法通常采用的是极谱法,也就是电解池法。

在线余氯分析仪的传感器探头有敞开式传感器和隔膜式传感器两种型式。

1、敞开式传感器——铂或金阴极是测量电极,银或铜阳极是反电极,被测液体在它们之间形成电解质。

由于电极与被测介质直接接触,容易受到污染,必须连续不断地活化,这个过程由被测液体携带的小玻璃珠摩擦电极表面来完成。

液体的电率必须稳定,以保证液体电阻的变化不影响传感器的测量结果。

此外,液体中若存在铁或硫的化合物及其他物质时,也会对测量造成干扰。

敞开式传感器可测量游离氯和化合氯两项。

其极化时间长达24小时。

2、隔膜式传感器——金阴极是测量电极,银阳极是反电极,隔膜将传感器密封,里面有永久性的电解质,电解质含有氯化物离子。

隔膜式传感器的测量具有选择性,隔膜只允许游离氯通过,化合氯不能通过,所以它不能测量化合氯,如果只有化合氯存在,就不能用它,但对于游离氯的测量,它是最好的选择。

由于采用隔膜密封措施,隔膜式传感器还具有以下优点。

①铁和硫的化合物等干扰组分不能通过隔膜,从而消除了交叉干扰。

②通过样品池的流量>30L/h (流速>0.3cm/s)时,测量值不受被测流量波动影响。

③测量值不受被测液体电导波动的影响。

④测量元件被隔膜密封,不会受到污染,因而其维护量小。

⑤传感器极化时间短,一般只需30~60min。

目前,在线余氯分析仪大多采用隔膜式传感器。

隔膜电极式余氯传感器的结构和工作原理:隔膜电极式余氯传感器是由金制的测量电极(阴极)和银制的反电极(阳极)组成,电极浸入含有氯化物离子的电解质溶液中,再由隔膜将二者与被测介质隔离,然而允许气体扩散穿过。

隔膜的作用是防止电解液流失及被测液体中的污染物渗透进来引起中毒。

测量时,电极之间加一个固定的极化电压,电极和电解液便构成了一个电解池。

隔膜传感器具有选择性,唯一能扩散通过隔膜的化合物是游离氯,能在电极上进行反应的是次氯酸(HClO),即有效游离氯。

agagcl标准电极电势

agagcl标准电极电势

氯化银电极是由表面覆盖有氯化银的多孔金属银浸在含Cl-的溶液中构成的电极。

氯化银电极可表示为Ag/AgCl/Cl-,电极反应为AgCl+e=Ag+Cl-。

氯化银电极在1M KCL中的标准电极电势为+0.2224 V(25℃),饱和KCl中的标准电极电势为+0.199 V(25℃)。

由于Ag/AgCl电极在高温高压水溶液体系中具有很小的溶解度、极高的稳定性和可逆性,且即使在有氢存在的情况下电极表面也会得到很好的保护,这些特性都是其它电极无法比拟的。

因此,人们对Ag/AgCl 电极的研究更为深入和细致。

研究背景探测开发海洋资源对国民经济的发展有着重要的意义。

然而,一些常规的物探方法将探测对象从陆地延伸到海洋后就失去了较好的探测效果。

随着海洋地球物理研究的深入,人们发现以电法勘探为基础的,用电性参数反映海水中介质分布规律的海洋大地电磁法,能够提供有价值的信息,而这些信息的测量需要高性能的电场传感器。

因为海底电场信号的特点是:(1)由于存在海水层的衰减作用,海底的电场信号比陆上的同类信号要微弱许多,幅度可达mV级;(2) 海底电场信号的频率成份以中、低频为主,故信号采集时间相对较长,一般情况下,仪器需放置在海底一星期,甚至更长。

所以,水下电场信号的检测,要求电场传感器具有自噪声低、测量灵敏度高,同时兼顾耐压、长期性能稳定等特点。

为此,寻找和研制海水中高稳定性的电场传感器尤为重要。

综合分析常用的电极并结合深海高压使用环境的具体要求,研制了Ag/AgCl全固态电极,可以直接把它插入被测海水中,从而避免了液接电位的产生。

就其制作条件、影响电位稳定性因素、电极自噪声性能等方面进行研究,分析了电极的稳定性和自噪声性能。

Ag-AgCl电极的制备按一定的比例将制好的AgCl和粒度为200目纯度为99. 97%的Ag粉均匀混合、造粒,并在单轴压力下于圆柱体模具内压制成电极坯体,在400~600℃下烧结得到初始电极,经打磨和盐酸活化后与银棒进行螺纹连接、封装,制成海洋电场测量电极。

ECGPPT

ECGPPT
穿戴式ECG噪声抑制
穿戴式ECG噪声成分
穿戴式ECG 信号中的噪声主要包括: 1. 人体运动时,ECG 电极片(Ag-Agcl)与人体接触,皮肤伸缩, 产生的阻抗容抗。 2. 呼吸干扰。 呼吸也造成规律拉伸,收缩,同时横膈肌会有 一定肌电噪声。 3. 肌电干扰(EMG)。人在活动时候,肌肉收缩时候会在皮肤 上产生动作电位。 4 .共模干扰, 汗液,衣物静电摩擦。 1,2会造成穿戴式ECG基线的漂移。 其中,在用粘贴式的Ag-AgCl电极采集的ECG中,皮肤收缩产生 的噪声是最大的。所以可以用皮肤阻抗作为噪声源的参考。
再把含有人工干扰噪声的信号用检波器得到信号的幅度。
电极皮肤上的人工干扰电压幅度可以表示为:

检波器
通过检波器得到正比于人工噪声阻抗的信号。这个信号可以用来作为自适应 滤波的噪声参考信号。
最小均方自适应算法(LMS):
自适应滤波器消除噪声原理:
自适应滤波对于小幅度的噪声抑制有效,但是,当大幅度的基线漂移 导致信号顶到顶,自适应滤波器效果不理想,同时也不利于后续信号的 处理。
两个电极之间的皮肤阻抗
可以表示为:
可以看出皮肤阻抗是一个复变量,和施加在其上的电压频率有关。
皮肤阻抗的测量:
函数发生器用120hz,1V 峰峰值的正弦交流电源,施加在电极两端,改变 皮肤的阻抗值。 然后通过放大,用截止频率为50hz的低通滤波器和100hz的高通滤波器把含 ECG的信号和干扰信号分离开来。
解决办法是在信号输入端加入一个直流电平检测模块。
直流电平检测模块
G(Z)是自适应滤波器的等效转移函数
谢谢

精确心电图(ECG)信号处理

精确心电图(ECG)信号处理

精确心电图(ECG)信号处理2011-08-29 17:00:38 来源:作者:Ajay Bharadwaj ,Umanath Kamath,赛普拉斯半导体关键字:赛普拉斯心电图心电图(ECG)是用来捕捉心脏在一段时间内情况的反映,它通过外部电极连接到皮肤转换成电信号来采集。

心脏外面形成的每个细胞膜都有一个关联电荷,它在每次心跳期间去极化。

它以微小电信号的形式出现在皮肤上,可以通过心电图探测到并放大显示。

早在1900年Willem Einthoven就发明了第一台实用的心电图。

该系统很笨重,需要很多人去操纵它。

病人需要把他的胳膊和腿放到含有电解液的大型电极中。

今天的心电监护设备结构紧凑,携带方便,这样病人走动时也可以带着。

家用十二导联心电图可以装在口袋里。

心电图基础:文中这个关于心电图的术语“导联(lead)”,指的是两个电极间的电压差,这就是设备记录下来的差异。

例如,“Lead_I”是左臂和右臂电极之间的电压。

Lead_I和Lead_II都指的是肢体导联。

V1-V6指的是胸部导联。

心电图追踪V1就是Vc1电压(胸部电极的电压),和Lead_I,Lead_II ,Lead_ III的平均电压之间的差别。

一个标准的十二导联心电图系统包括八个真实数值和四个派生值。

表1给出了各种导联电压(真实的和派生的)的简介。

表1:导联名称及心电图记录位置。

一个典型的心电图波形如图1所示。

X轴表示时间刻度。

在这里每格(5毫米)对应的是20毫秒。

Y轴显示的是捕获信号的振幅。

Y轴上每格(5毫米)对应的是0.5 毫伏。

(10毫米/毫伏及25毫米/秒)图1:典型的心电图波形。

心电图特点:心电图系统设计的第一步包括,了解需要获取的信号种类。

心电图信号包括存在于高偏置和噪声的低振幅电压。

图2显示了心电图信号的特点。

系统里存在高偏移,由于电极产生的半个细胞电压。

Ag/AgCl (银-银氯化物)是心电图系统里最常见的电极,它的最大偏移电压为+ / -300mV。

物化实验思考题答案一电动势法测定及热力学函数计算

物化实验思考题答案一电动势法测定及热力学函数计算

四、电动势的测定及热力学函数计算(查阅参考书)1、原电池电动势测定的原理是什么?(画出示意图并说明。

)答:教材p65图9.22、在什么条件下测定的电动势才具有实际意义?要达到此条件,对电池、电极有什么要求?答:恒温、恒压、可逆条件下。

要求:电池反应是可逆的,同时电池在可逆情况下工作,即充电放电过程都必须在准平衡状态下进行,此时只允许有无限小电流通过。

3、测出电动势及温度后,怎样计算热力学函数,写出计算过程。

答:实验书p136(式III-3-23)共三个4、本实验用的Ag-AgCl电极,简述其制作方法及保存方法。

答:答:1、制作:将表面经过清洁处理的铂丝电极作为阴极,把经过砂纸打磨光洁的银丝电极作为阳极,在镀银溶液中镀银,电流控制在5mL左右,40min后在铂丝上镀上紧密的银层,制好的银电极用蒸馏水仔细冲洗,然后用它作阳极,另用一铂丝作阴极,用0.1000mol/L的HCl溶液电解,电流控制在5mA左右,通电20min,在银层上形成Ag-AgCl镀层。

2、保存;放在含AgCl沉淀的HCl中,暗处保存。

5、本实验用饱和甘汞电极,简述其制作方法及保存方法。

答:1、制备:在电极管底部注入适量的汞(约1ml),将接有导线且顶端外露约5mm铂丝的玻璃管洗净后插入汞中,上部吸入饱和KCl溶液后,与另一支铂电极一起插入KCl溶液中,将待测定的电极作为阳极进行电解,控制电流密度在100mA/cm²左右,直至汞面全部被生成的银白色Hg2Cl2覆盖为止。

用针筒对电极管压气,将KCl电解液徐徐压出,再吸入指定浓度的KCl 溶液,静止备用。

2、保存:盖上橡胶帽,必须泡在饱和氯化钾溶液中。

6、简述盐桥的作用。

在本实验中用盐桥了吗?为什么?答:在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触,减免和稳定液接电位使液接电位减至最小以致接近消除。

防止试液中的有害离子扩散到参比电极的内盐桥溶液中影响其电极电位。

7、本实验中用的饱和氯化钾溶液需要注意什么?可以用饱和硝酸钾吗?答:1、注意:KCl溶液一定要用AgCl预先饱和,因为KCl对AgCl有较大的溶解度,若不预先处理电极表面的AgCl将会很快被溶解而失去作用。

应用电化学(杨辉_卢文庆编)课后习题答案

应用电化学(杨辉_卢文庆编)课后习题答案

第一章习题解答:1试推导下列各电极反应的类型及电极反应的过程。

(1)++→+242Ce e Ce解:属于简单离子电迁移反应,指电极/溶液界面的溶液一侧的氧化态物种4Ce +借助于电极得到电子,生成还原态的物种2Ce +而溶解于溶液中,而电极在经历氧化-还原后其物理化学性质和表面状态等并未发生变化,(2)-→++OH e O H O 44222解:多孔气体扩散电极中的气体还原反应。

气相中的气体2O 溶解于溶液后,再扩散到电极表面,然后借助于气体扩散电极得到电子,气体扩散电极的使用提高了电极过程的电流效率。

(3)Ni e Ni →++22解:金属沉积反应。

溶液中的金属离子2Ni +从电极上得到电子还原为金属Ni ,附着于电极表面,此时电极表面状态与沉积前相比发生了变化。

(4)-+→++OH s MnOOH O H e s MnO )()(22解:表面膜的转移反应。

覆盖于电极表面的物种(电极一侧)经过氧化-还原形成另一种附着于电极表面的物种,它们可能是氧化物、氢氧化物、硫酸盐等。

(5)2)(22OH Zn e OHZn →-+-;--→+242])([2)(OH Zn OH OH Zn解:腐蚀反应:亦即金属的溶解反应,电极的重量不断减轻。

即金属锌在碱性介质中发生溶解形成二羟基合二价锌络合物,所形成的二羟基合二价锌络合物又和羟基进一步形成四羟基合二价锌络合物。

2.试说明参比电极应具有的性能和用途。

参比电极(reference electrode ,简称RE):是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极,参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。

既然参比电极是理想不极化电极,它应具备下列性能:应是可逆电极,其电极电势符合Nernst 方程;参比电极反应应有较大的交换电流密度,流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状;应具有良好的电势稳定性和重现性等。

不同研究体系可以选择不同的参比电极,水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl 电极、标淮氢电极(SHE 或NHE)等。

无液接裸露式AgAgCl参比电极的研制及应用

无液接裸露式AgAgCl参比电极的研制及应用
关键词 无液接裸露式参比电极饱和甘汞电极
测量离子选择电极电位时,需使用甘汞电极或 Ag/AgCl电极作为参比电极,组成化学电池进行测 量。由于电极内参比溶液和被测量体系溶液的组成 不同,因而测量时易形成液接电位。液接电位除了 与两接触溶液性质相关外,还受其它多种条件的影 响,至今仍无法精确测量…。A∥AgCl电极的制备 一般有3种方法∞J:直接氯化法、电解氯化法和热 分解氯化法。目前使用的Ag/AgCl参比电极大多 为银丝经阴极氯化而制成,其缺点在于AgCl镀层裸 露在氯化钾溶液中,常因氯化钾晶体的机械摩擦作 用而剥落;另外它在氯化钾溶液中易形成可溶性的 聚氯络银Agcl;一或Agcl:一,使得Agcl逐渐溶解而 失去参比电极作用【3 J。笔者在总结前人经验的基 础上自行研制了内阻低、耐一定温度和压力的无液 接裸露式Ag/Agcl固体参比电极,并与其它离子选 择电极配套使用可对各种溶液的电位进行测量,结 果令人满意。 1 实验部分 1.1仪器和试剂
无液接裸露式agagcl参比电极的研制及应用58化学分析计量2006年第15卷第5期无液接裸露式agagcl参比电极的研制及应用杜宝中李向阳西安理工大学应用化学系西安710054摘要提出了一种无液接裸露式agagcl参比电极制备方法测试了该参比电极的稳定性重现性可逆性响应时间温度影响等因素
58
化学分析计量
安极化扫描,在一500一十500 mV的电位范围内正 向和反向极化曲线几乎完全重合而且呈良好的线性 关系,见图3。由图3可见,自制的A∥AgCl参比电 极具有良好的可逆性。
3.2 2.4 1.6 《0.8 b0 \一0.8
毯:
一3.2 —4.O
电势/V 图3电极可逆性曲线
2.5 电极寿命 该电极在正常使用的情况下,常温下避光保存,

银-氯化银参比电极

银-氯化银参比电极

银-氯化银参比电极全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:银-氯化银参比电极是化学分析领域常用的一种电极类型,主要用于测量溶液中的电位和电动势。

它由一根银棒和一层氯化银涂层组成,通常被称为Ag/AgCl参比电极。

银-氯化银参比电极具有稳定性好、响应快和可再生等特点,在电化学实验中得到广泛应用。

银-氯化银参比电极的工作原理是基于氯化银在Ag/AgCl电极表面的可溶性平衡。

当参比电极处于标准的0.1mol/L KCl溶液中,银-氯化银参比电极的电势可以被认为是固定的,并且可以作为标准电极用于测量其他电极的电位。

在实验中,银-氯化银参比电极通常被连接到被测体系中,通过测量与参比电极之间的电势差来推断被测溶液的电势值。

银-氯化银参比电极的优点之一是具有很高的稳定性。

由于氯化银涂层在银棒表面稳定地存在,当电极不工作时可以保持稳定的电势。

银-氯化银参比电极响应速度快,对溶液中离子浓度的变化非常敏感,因此在需要快速反应的电化学实验中,银-氯化银参比电极是一种非常理想的选择。

银-氯化银参比电极也具有可再生的特点。

当银-氯化银参比电极受到污染或者表面氯化银层逐渐消耗时,可以通过清洗和重新电极化的方法来恢复其性能。

这种可再生的特点使得银-氯化银参比电极的使用寿命相对较长,而且成本相对较低。

在实验室中,银-氯化银参比电极通常被用于测定各种化学反应中的电势值,例如在电化学反应、腐蚀研究和生物传感器中。

银-氯化银参比电极还可以用于校准和标定其他电极,提高测量的准确性和可靠性。

银-氯化银参比电极在科学研究和工程应用中扮演着重要的角色。

第二篇示例:银-氯化银参比电极是一种用于电化学研究和分析的重要电极。

它由银和氯化银组成,具有稳定的电化学性能和高灵敏度,被广泛应用于电化学研究、化学分析、环境监测等领域。

本文将从银-氯化银参比电极的原理、制备和应用等方面进行详细介绍。

一、银-氯化银参比电极的原理银-氯化银参比电极是基于银离子和氯化银之间的氧化还原反应原理工作的。

氟离子选择电极法测定氟离子的实验报告

氟离子选择电极法测定氟离子的实验报告

分析化学实验报告题目:氟离子选择电极法测定氟离子院系:化学化工学院专业年级:姓名:学号:2015年10月26日离子选择电极法测定氟离子一、实验目的1.了解氟离子选择电极的构造及测定自来水中氟离子的实验条件;2.掌握离子计的使用方法。

二、实验原理1.氟离子选择电极的构造将LaF单晶(掺入微量氟化铕Ⅱ以增加导电性)封在塑料管的一端,管内装0.1mol/L NaF和30.1 mol/L NaCl溶液,以Ag-AgCl电极为内参比电极,构成氟离子选择电极。

-即E与αF-的对数成正比。

氟离子选择电极一般在1-10-6mol/l范围内符合能斯特方程。

2.自来水中氟离子测定的实验条件①氟离子选择电极具有较好的选择性。

常见的阴离子NO3- 、SO4-、PO4-、Ac-、CL -、Br-、I -、HCO3-等不干扰,主要干扰物质是OH-。

产生干扰的原因,很可能是由于在膜表面发生如下反应:LaF3 + 3OH-═ La(OH)3+ 3F-产物F-因电极本身影响造成干扰,使得测量浓度偏小。

而在较高的酸度时由于形成HF-2而使得F-离子活度降低,因此测定时需控制试液PH在5~6之间。

②控制试液离子强度(加入大量电解质如氯化钠等作为掩蔽剂控制离子强度。

原因是:F-与Fe3+,Al3+易形成稳定配合物使氟离子浓度降低。

)综上所述:用氟离子选择电极测定氟离子时,应加入总离子强度调节缓冲溶液(TISAB),以控制试液pH和离子强度以消除干扰。

3.实验意义氟化物在自然界广泛存在,又是人体正常的组织之一,人每日从食物中以及饮食中获取一定量的氟离子。

摄入过量的氟离子,对人体有害,可导致急性,慢性中毒(慢性中毒表现为如氟牙斑釉和氟骨症)。

综合考虑饮用水中氟含量对牙齿的轻度影响,以及对我国广大的高氟区饮水进行除氟或更换水源所负的经济代价,1976年,我国颁布的《生活饮水卫生标准》规定饮用水中氟离子含量不超过1mg/L.4.总离子强度缓冲剂组成:乙酸钠-乙酸、柠檬酸钠、氯化钠作用:控制试液PH、消除干扰、控制离子浓度三、实验仪器与试剂实验仪器:离子计、氟离子选择电极、饱和甘汞电极、电磁搅拌器、100mL容量瓶 7只、100mL烧杯2个、10mL移液管。

一氧化氮自由基的检测

一氧化氮自由基的检测

一氧化氮自由基的检测第21卷2011正第3期9月信阳农业高等专科学校JournalofXinyangAgriculturalCollegeV01.21No.3Sep.2011一氧化氮自由基的检测秦九红(河南省有色金属地质勘查总院,河南郑州450052)摘要:一氧化氮(nitricoxide,NO)在机体很多生理过程如血压调节,机体防御和神经信号传导等过程中发挥着重要的作用.本文综述了一氧化氮的常用检测方法,例如Griess试剂法,ESR自旋捕集技术,化学发光法和电化学检测法等.关键词:一氧化氮;自由基;检测技术.中图分类号:0652文献标识码:A文章编号:1008-4916(2011)03-0129-03 Commonmethodsforthedeterminationofnitricoxide(NO)QINJiu—hong (HenanNonferousMetalsGeologicalExplorationInstitute,Zhengzhou450052,China) Abstract:Nitricoxide(NO)playsimportantrolesinmanyphysiologicalprocessessuchasblo od?pressureregulatingsystems,organismdefense,neuronsignaltransduetion,monmethodsforthedeterm inationofNOarereviewedinthepresentreview.ThesemethodsincludetheGriesstest,electronspinresonance(ESR)spi ntrapstechnology,chemiluminescenceanalysis,andelectrochemicalanalysis,ete.Keywords:nitricoxide;freeradical;determinationtechnology一氧化氮在分子轨道上有一个未成对电子位于订'轨道,因此,它是自由基,很不稳定,极易与氧气反应,生成NO:自由基.一氧化氮还可以与超氧阴离子自由基以极快的反应速率反应生成过氧亚硝基,质子化后生成NO和类羟基自由基.这些化合物相互反应在生物体内生成一系列具有重要生物功能的自由基和硝基化合物.由于一氧化氮是电中性小分子,它可以自由扩散的方式通过细胞膜.生物系统中,一氧化氮的最终产物为亚硝酸盐或硝酸盐.直到20世纪80年代中期,一氧化氮仍被认为是一种大气污染物和细菌代谢物.然而,1987年以来的研究表明,一氧化氮在血管舒张与分子信使,神经传递,血压调节,免疫响应,抑制血小板聚集以及抗肿瘤和抗微生物活性等方面均具有一定的作用.许多疾病,如糖尿病,帕金森症和阿兹海默症等,也与一氧化氮有关.1992年,一氧化氮被"科学"杂志评选为"年度分子",1998年,F.Furchgott,L.J.Ignarro和F.Murad因发现一氧化氮在心血管系统中的重要作用而获得了诺贝尔生理学和医学奖.然而,有关其更广泛的生理作用的研究,很大程度上依赖于可用于复杂的生物环境中特异,灵敏的一氧化氮检测方法与技术的发展.1一氧化氮的功用一氧化氮在生理学,病理学和药理学等方面具有重要作用….近年来,国外一些研究表明,一氧化氮自由基在衰老记忆损伤作用中发挥重要作用].另一些学者在对阿尔茨海默病患者的脑皮层进行研究中发现,一氧化氮自由基对神经细胞死亡和退行性改变有作用.一氧化氮自由基具有重要生物功能,它是内皮细胞松弛因子(EDRF),能抑制血小板凝集,但又具有反应性强和细胞毒性的一面,对心血管既有保护作用又可能有损伤,这种双面性非常典型的体现在了心脑血管系统中.其中,心肌缺血再灌注损伤与一氧化氮自由基的关系引起了人们的广泛关注.人们不仅应用生理生化方法进行了分析研究,而且也收稿日期:2011-05-20作者简介:秦九红(1969.),女,河南夏邑人,化验工程师.研究方向:分析化学129?第21卷第3期信阳农业高等专科学校2011年9月用ESR技术研究了缺血再灌注过程产生的一氧化氮自由基.大量研究表明,血管内皮功能障碍与高血压密切相关.一氧化氮自由基减少与高血压互为因果关系.一氧化氮自由基的合成减少为高血压的病理形成和发展奠定了基础.例如慢性缺氧可引起肺血管平滑肌细胞迁移增生和细胞外基质的堆积,引起肺血管结构改建,最终致肺动脉高压的形成【5].2一氧化氮的检测方法与技术2.1Griess试剂法Griess试剂由磺酸(sulpheilicacid)和萘乙二胺组成.在酸性条件,这一试剂可以与亚硝酸盐反应生成红色物质在545—555nm有一个最大吸收.可以用分光光度计检测.Griess试剂法最大的优点是简便易行,通常只需要将试剂加入待测的样品中即可.但是这种简单做法在生物体系中却常常不能准确反映一氧化氮的生成量.因为一氧化氮会发生反应,并依环境及时问按一定比例生成亚硝酸盐或硝酸盐.另外,某些生物体系如血液,尿液及体液中本身就存在一定浓度的硝酸盐和亚硝酸盐,这就需要使传统的Griess法与新的技术相结合,增加灵敏度并同时检测硝酸盐及亚硝酸盐的含量.2.2ESR自旋捕集技术自旋捕集技术就是为了检测和辨认短寿命自由基,将一种不饱和的抗磁性物质(称自旋捕集剂,一般为氮酮和亚硝基化合物),加入要研究的反应体系,生成寿命较长的自旋加合物,可以用ESR检测.自旋捕集剂+R?一自旋加合物现在已经合成上百种自旋捕集剂,最常用的捕捉氧自由基的自旋捕集剂有tNB(nitroso—tert—bu一e),DMPO(5,5一dimethyl一1一pyrrolinr一1一OX- ide),PBN(phenyl—tert—butynitrone),它们和自由基反应都可以生成氮氧自由基,所得ESR波谱的一级分裂都是氮原子引起的三重分裂,这一点和自旋标记所得到的ESR波谱很类似.但是自旋加合物的ESR波谱常常被分裂为二,三级更复杂的图谱,由二,三级分裂峰值的数目和强度可以推导出捕捉到自由基的结构和性质.2.2.1ESR技术检测血红蛋白结合的一氧化氮在组织或血液中,一氧化氮大多与氧或过渡金属反应生成了硝酸盐或亚硝酸盐以及一氧化氮与金属的配合物.一氧化氮与血红蛋白的结合速率常数非常高,而且能够得到有特征的ESR波谱.结合到血红蛋白Ot一亚基的一氧化氮在低温状态,ESR信号在2.078有一个波峰,在2.01有一个波谷,它们又分裂】3O?为3个超精细结构;结合了血红蛋白B一亚基的一氧化氮在2.04有一个波峰,在2.O1有一个波谷,没有超精细分裂.利用这一性质,我们可以用血红蛋白作为一氧化氮的捕集剂检测一氧化氮自由基.但是, HbNO极易氧化,这就限制了这种方法在富氧条件下的应用.'2.2.2ESR技术检测生物体系产生的一氧化氮一氧化氮与含金属蛋白反应产生的亚硝酰的金属配合物,往往会抑制细胞中许多重要的酶,对细胞产生毒害作用.目前应用较多的捕集剂的有Fe一(DE. TC)2一(diethyldithocabamate),它可与一氧化氮形成稳定的单亚硝酰一铁配合物(mononitrosylironcom. plex,MNIC),给出特征的ESR波谱.但由于Fe一(DETC)不溶于水,在一定程度上限制了它的使用.铁配合物捕集一氧化氮的最新进展得益于Komarov 等人的研究J,他们使用DETC的衍生物MGD,与亚铁离子合成稳定的亲水性配合物(MGD)一Fe,该配合物易溶于水(MGD):一Fe非常适合捕集检测活细胞或组织中释放的一氧化氮.但MNIC—DETC 为疏水性物质,MNIC—MGD为亲水性物质;MNIC—DETC可附着于细胞膜甚至进入细胞,而MNIC—MGD不能进入细胞.因此,根据其各自的特性,实验中应选取不同的捕捉剂.2.2.3利用捕捉超氧阴离子自由基间接检测一氧化氮利用一氧化氮自由基可以与超氧阴离子自由基迅速结合生成过氧亚硝基的特点,用DMPo捕捉佛波醇(PMA)刺激多形核白细胞(PMN)产生的超氧阴离子自由基,当细胞产生一氧化氮自由基时,捕捉的超氧阴离子自由基就会减少,间接的测量了PMA刺激PMN产生一氧化氮自由基的量和研究了在这一体系产生一氧化氮自由基的机理.2.3化学发光法化学发光测量一氧化氮简便灵敏,用鲁米诺(1_n- mino1)结合双氧水的方法灵敏度达到~1×10mol/L.很早以前人们就研究了O3与NO,NO:,CO和SO反应过程中产生的化学发光,尤其是臭氧与一氧化氮反应速度极快,发光强大.基于一氧化氮和臭氧反应原理的化学发光检测灵敏度高,但是只能检测气相体系的一氧化氮,目前很多实验作了种种改进,也可检测液相中的一氧化氮,甚至将硝酸盐及亚硝酸盐还原为一氧化氮来检测.超微弱发光技术可以检测生物体和活细胞发出的极微弱的光,因此是研究生物发光机理的灵敏方法.利用这一方法可以检测出佛波酯刺激多核白细胞产生氧自由基和一氧化大自由基的不同峰值,并可秦九红:一氧化氮自由基的检测以研究他们产生的动力学.发光法还有一氧化氮的荧光测定法.根据亚硝酸盐在酸性条件下重氮化磺酸胺,接着氧化莨菪亭,形成激发波长350nm和发射波长460lqm的荧光物质,可用荧光分光光度计检测一氧化氮.这一方法也需要将硝酸盐转化成亚硝酸盐.2.4电化学检测法尽管上述方法具有一定的优点,但仍存在灵敏度低,仪器设备复杂昂贵等不足.此外,由于无法实现一氧化氮的实时连续检测,因而上述方法不能用于体内一氧化氮浓度的测定.迄今为止,电化学检测法(安培法)是实现体内一氧化氮浓度实时连续检测的唯一方法,该方法灵敏度高,且基本不受亚硝酸盐,硝酸盐,多巴胺,抗坏血酸和L一精氨酸等对电位的干扰.此外,通过将电极制成微米级甚至纳米级,从而减小电极对体内一氧化氮浓度检测的干扰.一氧化氮可在电极表面发生氧化或还原反应.由于一氧化氮的还原电位与氧气的还原电位相近,从而会对一氧化氮的测定产生很大的干扰,因此,常利用一氧化氮的氧化性质对其进行检测.一氧化氮在固体电极表面的氧化反应过程为:首先一个电子从一氧化氮分子转移到电极表面,形成一氧化氮阳离子: NO—e一一NO(1)NO作为一种较强的Lewis酸,在OH一存在的条件下很快转变为亚硝酸,该反应不可逆:NO+OH一HNO2(2)根据方程式(2),化学反应速率随pH的增大而加快. 电化学一氧化氮传感器是在经典Clark型电极的基础上设计制成的.在此类一氧化氮传感器中,一氧化氮在工作电极表面直接氧化.将细铂丝和独立的银丝插人装有30mmol/LNaC1和0.3mmol/LHC1 的玻璃微管中,用氯丁橡胶膜封口.将铂丝工作电极置于接近氯丁橡胶膜表面的位置,银丝作为参比较电极/对电极.20世纪90年代中后期,WPI公司研发了一系列新型一氧化氮组合式传感器.该传感器尖端直径为7—200m.此类传感器将碳纤维工作电极与独立集成的Ag/AgCl参比电极组合,采用专有气体渗透/一氧化氮选择性修饰电极.在传感器外部加以高性能法拉第屏蔽层一间小环境噪声的影响. 操作时将传感器插入到含有一氧化氮的溶液中,在工作电极上施加约869mV(VSAg/AgC1参比电极)的正电压.一氧化氮通过扩散作用穿过气体渗透/一氧化氮选择性膜,在工作电极表面发生氧化反应,从而产生氧化还原电子从一氧化氮分子转移到电极表面,形成亚硝筠离子:NO—e一_+NONO是一种较稳定的路易斯酸,在氢氧根离子存在的条件下,可转化成亚硝酸盐.NO+OH一一HNO2-+H+NO2一亚硝酸盐进一步被氧化为硝酸盐.一氧化氮在工作电极和参比电极问产生的氧化电流与一氧化氮的浓度呈正比,可用于一氧化氮的检测.3展望发展特异,灵敏的一氧化氮的检测方法与技术,特别是一氧化氮的实时监测技术,并将其用于器官, 组织和细胞中潜在复杂的一氧化氮动态反应,实现一氧化氮的连续,准确及活体内直接检测,而不引起活体严重损伤,已成为一氧化氮检测方法和技术发展的一个重要方向.在这方面,电化学方法具有极其诱人的发展潜力,该方法是当前唯一能够实现体内一氧化氮浓度实时连续检测的方法,并且灵敏度高,抗干扰性好以及易于微型化.与此同时,随着我们对一氧化氮生物和生理作用理解的不断加深,对于一氧化氮检测新方法和新技术的需求也将不断增加.参考文献:[1】马丽雅,张辉锋.一氧化氮合成酶(NOS)与心血管疾病[J].医学临床研究,2010(27):349-352.[2]LiuP,SmithPF,AppletonI,oct.PotentialinvolvementofNOS andarginaseinage—relatedbehaviouralimpairments[J].Expr Gero,2004(39):1207—1222.[3]Fernandez-VizarraP,APFernandez,Castro—BlancoS,oct.Ex—pressionofnitricoxidesysteminclinicallyevaluatedCItS~ofAlzhe- imer'Sdisease[J].NeurobiolDis,2004-(15):287-305.[4]KosakaH,WatanabeM,Y oshiharaH,eta1.DetectionofnitricOX. ideproductioninlipopolysaccharide?treatedratsbyESRusingcar- bonmonoxidehemoglobin[J].BiochemBiophysResCommn,1992 (184):1119-1124.[5]袁子辉,王迪.急慢性缺氧对肺组织一氧化氮合成酶活性影响[J].中国病理生理杂志,1997(15):566-569.[6]KomarovA,MattsonD,JonesMM,ere.Invivospintrappingof nitricoxideinmice[J].BiochemBiophysResCommun,1993 (195):I191.1198.[7]周李承,章林慧,梁桂媛,等.鲁米诺-过氧化氢化学发光法动态监测硝普钠在小鼠体内释放NO过程[J].华中科技大学(医学版),2003,32(4):378~80.[8]张灯青,赵圣印,刘海雄.一氧化氮荧光分子探针[J].化学进展,2008,20:1396—1405.[9]张学记,鞠娩先,约瑟夫?王.电化学与生物传感器一原理,设计及其在生物医学中的应用[M].北京:化学工业出版社,2009.(编辑:严佩峰) -13l?。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

DOI:10.3969/j.issn.1009-3486.2011.02.014Ag/AgCl 电极自噪声的测定收稿日期:2010-08-22;修回日期:2010-10-10。

基金项目:国家部委基金资助项目(5144407105JB11)。

作者简介:胡 鹏(1984-),男,博士生,主要研究方向为军用目标特性及探测,E -mail:hup220@ 。

胡 鹏,谭 浩,龚沈光(海军工程大学兵器工程系,武汉430033)摘 要:为了验证固态A g/A gCl 电极能否满足对微弱海洋电场信号的探测,在对Ag /Ag Cl 电极自噪声产生机理分析的基础上,设计了Ag /Ag Cl 电极自噪声的测量实验。

通过实验,测量了不同海水电导率下一对A g/Ag Cl 电极的自噪声。

测量结果表明:该电极能满足船舶电场的近场测量,且其自噪声随海水电导率的增大而减小,当海水电导率增大到一定程度时,该电极的自噪声变化起伏很小,可近似认为没有变化。

所得结论对低噪声水下电场传感器的研制和实测水下电场数据的分析具有一定的借鉴意义。

关键词:自噪声;A g/A gCl 电极;海水电导率中图分类号:O441.5 文献标志码:A 文章编号:1009-3486(2011)02-0068-04Measurement of Ag/AgCl electrode s self -noiseH U Peng,T AN H ao,GON G Shen -g uang(Dept.of Weaponr y Engineering,Naval U niv.of Engineering,Wuhan 430033,China)Abstract:In order to validate w hether the Ag /Ag Cl electrode can be used to detect w eak o cean elec -tric signals,a measurement experiment of Ag/Ag Cl electr ode s self -noise w as desig ned based on the a -nalysis o f the r easo n fo r Ag /Ag Cl electrode s self -noise.A pair of Ag/AgCl electr ode s self -noises in different seaw ater conductivities w as m easured in the labor atory.The results show that the electr ode can be used to measure the ship s near electric field and its self -noise variation w ith seaw ater co nduc -tivity.In addition,w hen the seaw ater conductivity increases to a cer tain value,the fluctuation o f the electr ode s self -noise is small o r approx imately co nsidered to be zero.The conclusio n draw n is sig nif-i cant for the desig n of an underw ater electric field senso r w ith low self -noise and the analy sis of the measured data of the underw ater electr ic field.Key words:self -noise;Ag/A gCl electrode;seaw ater co nductiv ity由于海水的导电性,海洋电场信号在海水中随着传播距离的增大会变得极其微弱[1-2],因此必须开发高灵敏度、低噪声的传感器来探测这些微弱信号。

目前,国外在这方面的研究处于领先优势。

文献[3]研究了Ag/A gCl 、铂-铂黑、碳及锌电极的相对接收阻抗。

文献[4]在比较了各种电极性能之后,指出Ag /Ag Cl 作为电场传感器的优势,并重点推荐了Ultra U tilises 特别开发的Ag /Ag Cl 电极。

英国的Tr ansm ag Plus 多感应场站[5]和法国的Thomson Marconi Sonar M ir 2000多感应场站[5]都使用Ag /AgCl 电极作为电场传感器,其中英国海军装备的电场测量系统采用经过特殊设计的Ag/AgCl 电极和极低噪声的前置放大器,使得测量系统达到了nV/m 量级的高测量精度。

文中在分析Ag/Ag Cl 电极自噪声产生机理的基础上,通过实验室实验,测量了不同海水电导率下 第23卷 第2期 2011年4月 海军工程大学学报JO U RN A L OF NA V A L U NI VERSIT Y O F EN GIN EERIN G V ol.23 N o.2 A pr.2011一对自行设计的Ag/Ag Cl 电极的自噪声,并分析了该电极自噪声随海水电导率变化的情况。

1 A g/A gCl 电极自噪声的产生机理根据电化学理论,电极和溶液接触后,电极界面反应会引起电极电位和电流的波动,这种波动即电化学噪声,也就是电极自噪声。

Ag /AgCl 电极表面的Ag 和A gCl 分别作为阳极和阴极参与化学反应并趋于化学平衡,电极反应的化学方程式为AgCl+e Ag +Cl -。

(1)由于Ag Cl 是一种难溶的盐,因此还存在下列化学平衡:Ag Cl Ag ++Cl -。

(2) 当有微量电流通过阴极界面时,上述平衡出现偏离,阴极附近液层中的Ag +会沉积到阴极上,导致Ag +浓度降低,如果本体溶液的A g +来不及补充上去,则阴极附近液层中的Ag +浓度将低于它在本体溶液中的浓度。

由于电极电位的表达式为= 0-RT F ln 1a A g +,(3)式中: 0为标准状态下银电极与氢电极作参比的电极电位;R 为理想气体常数;T 为环境绝对温度;F 为法拉第常数;a Ag +为阴极附近Ag +的浓度,因此电极电位将偏离平衡值。

上述过程的不断出现引发电位波动,进而引起电极电化学噪声[6]。

2 实验系统设计2.1 实验硬件设施实验硬件设施由电磁屏蔽桶、电导率仪和测量系统组成。

电磁屏蔽桶能有效地对周边的电磁信号进行屏蔽,避免了在测量过程中周边电磁信号的干扰;电导率仪用来测量配制海水的电导率;测量系统结构框图如图1所示。

图1 测量系统结构框图F ig.1 Blo ck diag ram o f measurement system图中,电极为一对Ag/A gCl 电极;前置放大器采用了日本NF 株式会社生产的SA -200F3超低噪声前置放大器,它是以测量微弱信号为目的而设计的低噪声前置放大器,放大倍数为100,频带范围为DC~800kH z ,差分/单极接地,1~10H z 频段的输入电压噪声小于1nV /H z ;信号调理电路包括放大和滤波两部分,该电路分为两级,第一级放大倍数为100,第二级放大倍数为20,每一级均有一个带通滤波器,由一个二阶高通和一个八阶低通有源滤波器串联而成,其带宽为1~5H z;A/D 转换采用16位采集卡PCI -1716,它是一款功能强大的高分辨率多功能PCI 数据采集卡,可以提供16路单端模拟量输入和8路差分模拟量输入,也带有2个16位D/A 输出通道;计算机用于控制A/D 转换以及数据采集与处理。

2.2 数据采集与处理控制软件系统数据采集与处理控制软件采用V C++与Matlab 联合编写。

通过对话框能很方便地设定采样频率和采样点数,控制A/D 转换的起止,并能将采集到的数据存贮到指定路径的指定文件中。

该程序还能实时显示所采集数据的波形图,并能通过M atlab 引擎调用Matlab 工具箱对采集到的数据进行功率谱分析。

69 第2期 胡 鹏等:Ag/Ag Cl 电极自噪声的测定3 实验测量及结果3.1 信号调理电路自噪声测量为了测量电路噪声,把整个电路板放入电磁屏蔽桶内进行测量,将调理电路的输入端短路,使得调理电路输入端的输入信号为0,从而测量调理电路的自噪声。

实验结果如图2所示。

由图可知,经放大200000倍后,本实验采用的调理电路板的噪声峰峰值大约为0.08V ,因而该调理电路板的噪声峰峰值大约为0.4 V。

图2 信号调理电路自噪声及其功率谱Fig.2 Self -noise o f signal co nditioning circuit and its spectrum图3 信号调理电路功率谱 F ig.3 Spectrum of signal conditio ning cir cuit 3.2 信号调理电路功率谱特性测量将信号调理电路放入电磁屏蔽桶中,在该电路的输入端接入峰峰值为1m V 的正弦信号,并且在0~10H z 范围内每隔0.2H z 取一个值作为输入正弦信号的频率,测量该电路在不同频率下输出信号的峰峰值,计算其放大倍数,并作出其功率谱特性图(见图3)。

3.3 Ag/AgCl 电极自噪声测量为了消除电极间距变化对自噪声测量的影响,将2个Ag/Ag Cl 电极固定放入配制海水中。

首先,配制海水的电导率为 =4S/m ,将测量系统放入屏蔽桶内进行测量,实验结果如图4所示。

由图4可知,经过1~5H z 的滤波后,该噪声的功率谱具有与信号调理电路一致的带通特性,测量系统噪声峰峰值约为0.14/200000V=0.7 V 。

因此,当电导率 =4S/m 时,所测Ag /AgCl 电极的自噪声峰峰值约为0.72-0.42 0.57 V 。

图4 =4S/m 时测量系统自噪声及其功率谱Fig.4 Self -no ise o f measur ement system and its spectrum w hen =4S/m其次,配制海水的电导率为 =1.4S/m ,将测量系统放入屏蔽桶内进行测量,实验结果如图5所示。

由图5可知,经过1~5H z 的滤波后,该噪声的功率谱仍然具有与信号调理电路一致的带通特性,且功率值增大,测量系统噪声峰峰值约为0.2/200000V=1 V 。

因此,当电导率 =1.4S/m 时,所测Ag/Ag Cl 电极的自噪声峰峰值约为12-0.420.92 V 。

最后,配制海水的电导率为 =4.95S/m ,将测量系统放入屏蔽桶内进行测量,实验结果如图6所 70 海 军 工 程 大 学 学 报 第23卷示。

相关文档
最新文档