微机电化学分析系统
第1章 概 论
§1.1 LK98BⅡ性能简介
LK98BⅡ型微机电化学分析系统是天津市兰力科化学电子高技术公司继在LK98A的基础上最新研制开发的高档次多功能电化学分析仪器。本系统是国家科技部2000年国家级火炬计划项目，是教育部实施“211工程”，由世界银行贷款，面向国际招标的中标产品，是教育部颁发的“基础课教学实验室建设方案”所列必备仪器。该仪器提供的方法多，可以一机多用，即可以在同一台仪器上开出三十多种不同方法的电化学与电分析化学实验，使用灵活方便，实验曲线实时显示，使操作者在实验时更加直观、方便。另外该仪器在科学研究领域广泛应用于电化学机理研究，电极过程动力学研究、材料、金属腐蚀、生物学、医学、药物学、环境生态学等多学科领域的研究。例如测定环境样品（废水、废气、废渣等）中的污染物——无机金属离子、有机物（酚类、酮类、芳香族化合物）污染分析，农药分析等；分析测定食品样品中金属离子、色素、味素、防腐剂、维生素、氨基酸、致癌物等；石油化工产品；理化分析、试剂分析、临床检验、药物与药物中间体分析、冶金分析、生化、放化及核污染分析等。
该仪器可实现电位控制、电流控制、开路电位测量、各种极谱及伏安分析如线性扫描、循环伏安、电流阶跃、计时电流、差分脉冲伏安、常规脉冲伏安、现代方波伏安（Osteryoung方波）、交流伏安、选相交流伏安、二次谐波交流伏安及各种溶出方法、计时电量法、控制电位（电流）电解库仑法、线性电流计时电位法等电化学研究和分析方法。
§1.1 .1 工作条件
1 电源 交流220V±10%，50HZ 2 温度 室温10～40℃ 3 湿度 相对湿度≤80%
§1.1. 2 可提供的电化学方法
1 单电位阶跃计时电流法 2 双电位阶跃计时电流法 3 计时电量法 4 电流—时间曲线
5 开路电位--时间曲线 6 控制电位电解库仑法 7 电位溶出分析法
8 线性扫描伏安（极谱）法 9 循环伏安法 10 塔菲尔曲线
11 采样电流极谱（伏安）法 12 线性扫描溶出伏安法 13 常规脉冲伏安（极谱）法
１
LK98BⅡ说明书
14 差分脉冲伏安（极谱）法
15 差分常规脉冲伏安（极谱）法 16 差分脉冲溶出伏安法 17 方波伏安（极谱）法 18 循环方波伏安法 19 方波溶出伏安法 20 交流伏安法 21 选相交流伏安法
22 二次谐波交流伏安法 23 交流溶出伏安法
24 单电流阶跃计时电位法 25 线性电流计时电位法 26 双电流阶跃计时电位法 27 控制电流电解库仑法 28 双高阻输入电位测量 29 卷积和去卷积伏安法
§1.1. 3、技术特点
1 该电化学分析系统可用于大学的仪器分析实验教学和对无机物、有机物及生物物质的定性和定量分析测定。它由电化学分析系统主机、PC微机（要求带有Window - 98中文操作平台）、电极系统、激光打印机及附件组成。
2 高性能16位单片机系统（Mcs80c196）控制电化学系统工作。 ? 高速高精度数据采集系统； ? 数字函数发生器功能；
? 背景扣除、iR降补偿、滤波选择、放大功能、电极系统控制等。
3 恒电位/恒电流
? 电位分辨率（绝对） 0.1mV ? 电流灵敏度 ≤50pA ? 时间分辨率（计时分析法） 0.1 mS
4 动态参数调整
? 电势控制范围 －10.0～+10.0V ? 电势信号扫描范围 10.0V ? 恒电流范围 -500～+500mA
? 扫描速度 0.1mV/S～5000V/S （△E=1mV） ? 电位增量 1～50 mV
? 脉冲宽度 0.0001～10Sec ? 脉冲间隔 0.0001～60000Sec ? 脉冲振幅 0.001～0.5V ? 方波频率 1～100KHz ? 方波幅度 0.001～0.5V
２
微机电化学分析系统
? 交流频率 1～10KHz ? 交流幅度 0.001～0.4V ? 二次谐波交流频率 1～1KHz ? 电解时间 1～60000Sec
? 采样间隔 0.0001～60000Sec ? 电沉积时间 0～60000Sec ? 平衡时间 0～60000Sec
? 电流测量范围 ±100mA～±10nA （8个量程档位） ? 滤波参数 50Hz～1000KHz ? 低噪声程控放大 1～64倍
§1.1. 4、仪器所需计算机的配置及仪器的软件功能和附件
本仪器要求与计算机和电极相连 1 计算机的配置要求
? 中央处理器 Intel Pentium Ⅱ以上 ? 时钟频率 300MHZ以上 ? 内存 64MB以上 ? 硬盘 4.3G以上
? 光驱 32速光盘驱动器 ? 软驱 3.5″，1.44MB
? 显示器 低辐射VGA彩显（显存8M以上） ? 数据输出 高性能激光打印机输出
2 软件功能
? 操作系统 Win98操作系统下的C++语言编程，多文档界面。数据采集、数据处
理、谱图显示及数据处理的所有功能均由窗口下拉菜单完成。
? 数据采集 由单片机系统控制波形发生及数据采集过程，经串口传递至PC机系
统，由显示屏直接实时显示曲线。可实现实验进行过程、暂停、硬件测试、iR降补偿、基线电流扣除、滤波、池控制等。
? 图形显示 自动显示各种实验参数及峰电流、峰电位等伏安（极谱）曲线特征、
并可以使用鼠标定点、连续显示。
? 编辑功能 图象可以叠加、放大、还原，还可以水平平移、竖直平移，坐标可
以重新设置等。
? 文档管理 实验数据及图形均可以进行存取操作，可列表显示全部数据点。亦
可由其它Windows软件进行处理。
? 数据处理 平滑、积分、微分、半积分、半微分、插值处理、富里叶频谱分析、
背景扣除、标准加入法和工作曲线法。还可实现ip～V、ip～V1/2、Ep～logV、i～t1/2等曲线的绘制。
? 实验运行 自动或手动求切线、峰高、报告峰信息（峰电位、峰电流、峰面积、
半峰宽等）。
? 打印 直接显示和打印各种伏安（极谱）曲线、工作曲线及检测结果。
３
LK98BⅡ说明书
3 根据用户使用仪器的不同要求 附件有不同配置 ? 电极
滴汞电极、悬汞电极、旋转圆盘电极、金盘电极、银盘电极、铂盘(棒)电极、玻碳电极、饱和甘汞电极、Ag/AgCl参比电极等。 ? 磁力搅拌器
? 电解池 三电极玻璃电解池。 §1.2 仪器的说明
LK98BⅡ微机电化学分析系统总体外观图（如图1-1）
仪器尺寸（mm）： 440（长）×210（宽）×385（高） 仪器重量（Kg）： 15
图1-1 LK98BⅡ系统外观图
§1.2.1 仪器的前面板说明
LK98BⅡ的参数设置和操作控制均由软件操作完成，所以LK98BⅡ系统主机的前面板仅有两
４
微机电化学分析系统
只按键式开关（如图1-2所示）。
上方的开关是“复位”键（RESET），其功能是使仪器复位至初始状态。当仪器运行出现“死机”或主机与计算机的通讯联系发生中断时，可以按下“复位”键。当接到“复位”命令后，仪器将自动进行自检（self-testing），并使仪器的工作状态复位到初始状态，同时屏幕弹出“硬件测试”示意图，复位命令即完成。
【注意】 仪器工作正常或实验进行中时，请勿按“复位”键，否则系统参数将丢失
“复位”键的下方是“电源开关”键。当此键按下时，仪器的主机电源接通，同时键上的红色指示灯点亮。
图1-2 LK98BⅡ系统主机的前面板示意图 图1-3 LK98BⅡ系统主机的后面板示意图
§1.2.2 仪器的后面板说明
LK98BⅡ系统主机的后面板主要是接线端子（插座或接口等），包括：“串行端口”、“外设端口”、“SEN”、“RE”、“CE”、“WE”、“接地端子”等，如图1-3所示。 ? 串行端口：串行端口是电化学主机的串行口与微机的串行口相连接的端口，可以选择
连接至微机的COM1或COM2口，设置方法是在主控菜单的“设置”菜单命令中选择“系统设定”，在对话框中设置COM1或COM2即可，开机默认在COM1端口。
? 外设控制：它可用于控制外部设备，如旋转圆盘电极、滴汞电极的敲击器、通氮气的
三通阀、磁力搅拌器等。现与滴汞电极的“控制”相连接。
? SEN：为传感器测量的输入端口，外套白色线管。 ? RE：为参比电极设置的输入端口，外套黄色线管。
? CE：为对电极（辅助电极）设置的输入端口，外套红色线管。
? WE：它是常规工作电极（nA或mA级电流）的输入端口，适用电流范围：±10.0nA～
±100mA，外套绿色线管。
? 电源输入：接工作电源，电源电压：交流220V±10%，50Hz。
５