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CHI660F 电化学分析仪 的概述
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CHI600F系列为通用电化学分析测量系统。下图为仪器的硬件结构示意图。仪器内含快速数字信号发生器,用于高频交流阻抗测量的直接数字信号合成器,双通道高速数据采集系统,电位电流信号滤波器,多级信号增益,iR降补偿电路,以及恒电位仪/恒电流仪(660F)。电位范围为±10V,电流范围为±250mA。电流测量下限低于10pA。可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与CHI200B微电流放大器及屏蔽箱连接,可测量1pA或更低的电流。如果与CHI680D大电流放大器连接,电流范围可拓宽为±2A。CHI600F系列也是十分快速的仪器。信号发生器的更新速率为10MHz,数据采集采用两个同步16位高分辨低噪声的模数转换器,双通道同时采样的最高速率为2.5MHz。双通道同步电流电位采样可加快阻抗测量的速度。某些实验方法的时间尺度可达十个数量级,动态范围极为宽广。循环伏安法的扫描速度为1000V/s时,电位增量仅0.1mV,当扫描速度为5000V/s时,电位增量为1mV。又如交流阻抗的测量频率可达3MHz,交流伏安法的频率可达10KHz。仪器可工作于二,三,或四电极的方式。四电极可用于液/液界面电化学测量,对于大电流或低阻抗电解池(例如电池)也十分重要,可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。仪器还有外部信号输入通道,同步16位高分辨采样的最高速率为2.5MHz。可在记录电化学信号的同时记录外部输入的电压信号,例如光谱信号等。这对光谱电化学等实验极为方便。
600F系列是600E系列的迭代升级产品。升级后具备更快的数据获取速度,使用了16位分辨、2.5MHz的双通道同步ADC。之前双通道同步ADC是1MHz。
CV测试支持2500V/s扫速下1mV的采样间隔 。之前是1000V/s的扫速下1mV采样间隔。
CA最小采样间隔从1微秒降到0.4微秒,双通道同步。
新的型号在USB3.0接口下会有更快的数据传输速度。CV的实时数据传输的扫描速度从3V/s提升到12V/s。i-t、CA技术的数据实时传输间隔从0.0003333秒降低到0.0001秒。
交流阻抗(AC impedance)频率提高到3MHz。
我们增加了电流中断iR补偿,恒电流间歇滴定技术(GITT),恒电位间歇滴定技术(PITT)。
CHI600F系列硬件采用了高速的处理器,快速的放大器,快速的模数转换器和数模转换器。计时电量法加上了模拟积分器。一个16位高分辨高稳定的电流偏置电路以达到电流复零输出,亦可用于提高交流测量的电流动态范围。高分辨的模数转换器具有更好的信噪比,也给出了灵敏度设置的更大动态范围。
CHI600F系列还允许升级为双工作电极电化学分析仪(双恒电位仪)。新的设计通过增加一块第二通道的电位控制,电流电压转换,多级增益和低通滤波器的电路板,便成了CHI700F系列的双工作电极电化学分析仪(双恒电位仪)。
CHI600F系列仪器集成了几乎所有常用的电化学分析和测量技术。为了满足不同的应用需要以及经费条件,CHI600F系列分成多种型号。不同的型号具有不同的电化学分析测量技术和功能,但基本的硬件参数指标和软件性能是相同的。CHI600F和CHI610F为基本型,分别用于机理研究和分析应用。它们也是十分优良的教学仪器。CHI602F和CHI604F可用于腐蚀研究。CHI620F和CHI630F为综合电化学分析仪,而CHI650F和CHI660F为更良好的电化学工作站。
CHI600F系列电化学分析仪/工作站的框图
硬件参数指标
恒电位仪 · 零阻电流计 · 2,3,4电极结构 · 浮动地线或实地 · 最大电位范围:±10V · 最大电流:±250mA连续,±350mA峰值 · 槽压:±13V · 恒电位仪上升时间:小于1ms,通常0.8ms · 恒电位仪带宽(-3分贝):1MHz · 所加电位范围:±10mV, ±50mV, ±100mV, ±650mV, ±3.276V, ±6.553V, ±10V · 所加电位分辨:电位范围的0.0015% · 所加电位准确度:±1mV,±满量程的0.01% · 所加电位噪声:<10mV均方根植 · 测量电流范围:±10pA至±0.25A,12量程 · 测量电流分辨:电流量程的0.0015%,0.3fA · 电流测量准确度:电流灵敏度1e-3A/V至1e-7A/V时为0.2%,其他范围为1% · 输入偏置电流:<10pA
恒电流仪(CHI660F) · 恒电流范围:0.3nA–250mA · 所加电流分辨率:电流范围的0.03% · 测量电位范围:±0.025V,±0.1V,±0.25V,±1V,±2.5V,±10V · 所加电流准确度:±20pA,电流3e-7A至3e-3A时为0.3%,其他范围为1% 电位计 ·参比电极输入阻抗:1e12欧姆 ·参比电极输入带宽:10MHz ·参比电极输入偏置电流:<=10pA @ 25°C
波形发生和数据获得系统 · 快速信号发生更新速率:10MHz,16位分辨 · 快速数据采集系统:双通道16位分辨ADC,同步采样速率2.5M赫兹 · 外部信号记录通道最高采样速率:2.5MHz
附件 · 电极线 · USB通讯线 · 电源线 | 实验参数 · CV和LSV扫描速度:0.000001V/s至10,000V/s · 扫描时的电位增量:0.1mV(当扫速为1,000V/s时) · CA和CC的脉冲宽度:0.0001至1000sec · CA和CC的最小采样间隔:0.4ms · CC模拟积分器 · DPV和NPV的脉冲宽度:0.001至10sec · SWV频率:1Hz至100kHz · i-t的最小采样间隔:0.4ms · ACV频率范围:0.1Hz至10kHz · SHACV频率范围:0.1Hz至5kHz · FTACV频率范围:0.1Hz至50Hz,可同时获取基波,二次谐波,三次谐波,四次谐波,五次谐波,六次谐波的ACV数据 · 交流阻抗:0.00001Hz至3MHz · 交流阻抗波形幅度:0.00001V至0.7V均方根值
其他特点 · 自动或手动iR降补偿(正反馈和电流中断法) · 电流测量偏置:满量程,16位分辨,0.003%准确度 · 电位测量偏置:±10V,16位分辨,0.003%准确度 · 外部电位输入 · 电位和电流的模拟输出 · 可控电位滤波器的截止频率:1.5MHz,150KHz,15KHz,1.5KHz,150Hz,15Hz,1.5Hz, 0.15Hz · 可控信号滤波器的截止频率:1.5MHz,150KHz,15KHz,1.5KHz,150Hz,15Hz,1.5Hz, 0.15Hz · 旋转电极控制电压输出(CHI630F以上型号): 0-10V对用于0-10000rpm的转速,16位分辨,0.003%准确度,需要某些旋转电极装置才能工作 · 通过宏命令可以控制数字输入输出线 · 内闪存储器可迅速更新程序 · USB口数据通讯 · 电解池控制:通氮,搅拌,敲击(需要特殊电解池系统) · CV数字模拟器和拟合器。用户定义反应机理(CHI630F以上)或预定义反应机理(其他型号) · 交流阻抗模拟器和拟合器(具有交流阻抗测量功能的型号) · 最大数据长度:256K-16384K可选 · 仪器尺寸: 37 cm (宽) ´ 23 cm (深) ´ 12 cm (高) |
CHI600F系列仪器不同型号的比较
功能 | 600F | 602F | 604F | 610F | 620F | 630F | 650F | 660F |
循环伏安法(CV) | l | l | l | l | l | l | l | l |
线性扫描伏安法(LSV)& | l | l | l | l | l | l | l | l |
阶梯波伏安法(SCV)#& | l | l | l | |||||
Tafel图(TAFEL) | l | l | l | l | l | |||
计时电流法(CA) | l | l | l | l | l | l | l | |
计时电量法(CC) | l | l | l | l | l | l | l | |
差分脉冲伏安法(DPV)#& | l | l | l | l | l | |||
常规脉冲伏安法(NPV)#& | l | l | l | l | l | |||
差分常规脉冲伏安法(DNPV)#& | l | |||||||
方波伏安法(SWV)& | l | l | l | l | ||||
交流(含相敏)伏安法(ACV)#&$ | l | l | l | |||||
二次谐波交流(相敏)伏安法(SHACV)#&$ | l | l | l | |||||
傅里叶变换交流伏安法(FTACV) | l | |||||||
电流-时间曲线(i-t) | l | l | l | |||||
差分脉冲电流检测(DPA) | l | |||||||
双差分脉冲电流检测(DDPA) | l | |||||||
三脉冲电流检测(TPA) | l | |||||||
积分脉冲电流检测(IPAD) | l | |||||||
控制电位电解库仑法(BE) | l | l | l | l | l | l | l | |
流体力学调制伏安法(HMV) | l | l | ||||||
扫描-阶跃混合方法(SSF) | l | l | ||||||
多电位阶跃方法(STEP) | l | l | ||||||
恒电位间歇滴定法(PITT) | l | |||||||
交流阻抗测量(IMP) | l | l | l | |||||
交流阻抗-时间测量(IMPT) | l | l | l | |||||
交流阻抗-电位测量(IMPE) | l | l | l | |||||
计时电位法(CP) | l | |||||||
电流扫描计时电位法(CPCR) | l | |||||||
多电流阶跃法(ISTEP) | l | |||||||
恒电流间歇滴定法(GITT) | l | |||||||
电位溶出分析(PSA) | l | |||||||
电化学噪声测量(ECN) | l | |||||||
开路电压-时间曲线(OCPT) | l | l | l | l | l | l | l | l |
恒电流仪 | l | |||||||
RDE控制(0-10V输出) | l | l | l | |||||
任意反应机理CV模拟器 | l | l | l | |||||
预设反应机理CV模拟器 | l | l | l | l | l | |||
交流阻抗数字模拟器和拟合程序 | l | l | l | |||||
注: #&:包括相应的极谱法和溶出伏安法。用于极谱法时需要特殊的静汞电极或敲击器。
$:可得到选定的相位数据
*:价格不包括计算机。仪器的保修期为一年。