一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置和方法。该装置包括计算机和数据采集装置，数据采集装置包括电化学工作站、容器、工作电极和对电极，容器顶部设有盖板，工作电极和对电极正对设置在盖板下方，盖板上设有导向槽，导向槽内设有输送机构，导向槽包括通槽以及与通槽首尾相连的凹槽，工作电极顶部连接有第一连接柱，所述第一连接柱穿过盖板且位于通槽的基圆中心，对电极顶部连接有第二连接柱，第二连接柱固定在输送机构上，第一连接柱顶端通过伸缩杆与第二连接柱顶端固定连接，通槽的前端和后端分别设有第一接近开关和第二接近开关，盖板连接有带动盖板上下运动的升降器。本发明专利技术能够快速准确的检测出L-鼠李糖溶液的浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置和方法
本专利技术涉及溶液浓度检测
，尤其涉及一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置和方法。
技术介绍
现有的L-鼠李糖溶液浓度检测技术方法有仪器分析检测法和化学检测法，仪器分析检测法虽然操作简单，但是存在检测精度低的缺陷；化学检测法存在操作繁琐，重复性差的不足。中国专利公开号CN103528877，公开日2014年1月22日，专利技术的名称为一种小型生化反应器在线糖浓度检测系统，该申请案公开了一种小型生化反应器在线糖浓度检测系统，它主要由嵌入式模块、触摸屏、恒流泵、在线糖浓度分析仪以及离线糖浓度分析仪等组成，其中，触摸屏为人机接口，接受现场人员的设置和操作；嵌入式模块作为系统的控制单元，控制恒流泵的流速以及糖浓度分析仪的动作，采集在线糖分析仪的糖浓度检测值，对采集值进行在线校正，得到生化反应器内准确的糖浓度检测值，并能根据离线糖浓度分析仪的值对模型参数进行修正。其不足之处是，糖浓度分析仪的检测精度较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有L-鼠李糖溶液浓度检测装置的检测精度较低的技术问题，提供了一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置和方法，其能够快速准确的检测出L-鼠李糖溶液的浓度。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，包括计算机和数据采集装置，所述数据采集装置包括电化学工作站、容器、工作电极和对电极，所述容器顶部设有盖板，所述工作电极和对电极正对设置在盖板下方，所述盖板上设有导向槽，所述导向槽内设有可沿导向槽运动的输送机构，所述导向槽包括呈渐开线形状的通槽以及与通槽首尾相连的凹槽，所述工作电极顶部连接有第一连接柱，所述第一连接柱穿过盖板且位于通槽的渐开线基圆中心，所述第一连接柱与盖板转动连接，所述对电极顶部连接有第二连接柱，所述第二连接柱固定在输送机构上且穿过通槽，所述第一连接柱顶端通过伸缩杆与第二连接柱顶端固定连接，所述通槽的前端和后端分别设有第一接近开关和第二接近开关，所述盖板连接有带动盖板上下运动的升降器，所述升降器通过连接件与容器侧壁固定连接，所述计算机分别与电化学工作站、输送机构、升降器、第一接近开关和第二接近开关电连接，所述电化学工作站还分别与工作电极和对电极电连接。在本技术方案中，取25ml的0.1mol/LNaOH溶液加入容器内，电化学工作站在工作电极和对电极之间施加+0.5V的恒电压。取0.05ml的0.1mol/LL-鼠李糖溶液加入容器内并搅拌均匀，接着计算机通过输送机构带动对电极沿通槽运动，调整对电极与工作电极之间的距离，同时计算机通过电化学工作站检测对电极位于不同位置时的电流密度值，使对电极停留在最大电流密度值所对应的位置，然后计算机通过升降器带动盖板上下运动，从而调整工作电极和对电极浸入容器内溶液的深度，检测工作电极和对电极浸入溶液不同深度时的电流密度，最后使工作电极和对电极浸入溶液的深度为电流密度处于最大值处，并记录该电流密度值S(t)及容器内溶液的L-鼠李糖浓度X。通槽呈渐开线形状，对电极沿渐开线运动，逐渐增大对电极与工作电极之间的距离。当对电极运动到通槽的前端时，第一接近开关检测到并输出触发信号到计算机，当对电极运动到通槽的后端时，第二接近开关检测到并输出触发信号到计算机，可防止传送带带动对电极运动过度造成损伤。渐开线形状的通槽有利于更精确的控制对电极与工作电极之间的距离。第一连接柱顶端通过伸缩杆与第二连接柱顶端固定连接，对电极沿通槽运动时，伸缩杆自由伸缩，同时伸缩杆带动第一连接柱转动，第一连接柱带动工作电极同步转动，从而使对电极与工作电极始终保持正对设置，保证检测的精确性。接着，每间隔65秒取0.05ml的0.1mol/LL-鼠李糖溶液加入容器内并搅拌均匀，计算机通过电化学工作站检测一次电流密度，如此循环检测9次，并记录每一次检测的电流密度值S(t)及其对应的容器内溶液的L-鼠李糖浓度X。计算机将检测的10个电流密度值S(t)分别代入二阶线性系统随机共振模型，计算出10个信噪比特征值SNR特征，结合对应的10个容器内溶液的L-鼠李糖浓度X，线性拟合得到浓度计算公式：SNR特征＝0.4376+1.33074X。然后，将容器清洗干净，将待测L-鼠李糖溶液加入容器内，计算机通过电化学工作站检测一次电流密度，将检测的电流密度值S(t)代入二阶线性系统随机共振模型，计算得到信噪比特征值SNR特征，将信噪比特征值SNR特征代入浓度计算公式：SNR特征＝0.4376+1.33074X，计算出L-鼠李糖溶液的浓度。作为优选，所述工作电极为泡沫铜电极，所述对电极为铂片电极。作为优选，所述输送机构包括传送带和驱动传送带运动的驱动机构，所述传送带套设在通槽的内侧壁和凹槽的内侧壁上，所述驱动机构与计算机电连接。传送带运动带动对电极沿渐开线运动。作为优选，所述传送带表面设有齿条，所述驱动机构包括与齿条啮合的齿轮以及驱动齿轮转动的驱动电机，所述驱动电机与计算机电连接。通过齿轮转动驱动传送带运动。作为优选，所述盖板上设有通孔，所述通孔上方设有滴定管，所述盖板上还设有固定滴定管的支架。滴定管用于向容器内更精确的加溶液，提高检测精度。本专利技术的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的方法，包括以下步骤：S1：取25ml的0.1mol/LNaOH溶液加入容器内，电化学工作站在工作电极和对电极之间施加+0.5V的恒电压；S2：取0.05ml的0.1mol/LL-鼠李糖溶液加入容器内并搅拌均匀，接着计算机通过输送机构带动对电极沿通槽运动，调整对电极与工作电极之间的距离，同时计算机通过电化学工作站检测对电极位于不同位置时的电流密度值，使对电极停留在最大电流密度值所对应的位置，然后计算机通过升降器带动盖板上下运动，从而调整工作电极和对电极浸入容器内溶液的深度，检测工作电极和对电极浸入溶液不同深度时的电流密度，最后使工作电极和对电极浸入溶液的深度为电流密度处于最大值处，并记录该电流密度值S(t)及容器内溶液的L-鼠李糖浓度X；S3：每间隔65秒取0.05ml的0.1mol/LL-鼠李糖溶液加入容器内并搅拌均匀，计算机通过电化学工作站检测一次电流密度，如此循环检测9次，并记录每一次检测的电流密度值S(t)及其对应的容器内溶液的L-鼠李糖浓度X；S4：计算机将检测的10个电流密度值S(t)进行同样的数据处理，计算出10个信噪比特征值，对每个电流密度值S(t)进行的数据处理包括以下步骤：代入二阶线性系统随机共振模型中，并使二阶线性系统随机共振模型共振，其中，x(t)是振动质点的位移，Ω为角频率，r和ω分别是设定的衰减系数和线性振动质点的频率，S(t)是检测的电流密度，c是设定的信号调解系数，b是设定的二次噪声ξ2(t)的系数，ξ(t)为三歧噪声，ξ(t)∈{-a，0，a}，a＞0，噪声的歧化过程遵循泊松分布，其概率分布为ps(a)＝ps(-a)＝q，ps(0)＝1-2q，其中0＜q＜0.5，噪声均值与相关性遵循<ξ(t)>＝0，<ξ(t)ξ(t+τ)>＝2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测L‑鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：包括计算机(1)和数据采集装置，所述数据采集装置包括电化学工作站(2)、容器(3)、工作电极(4)和对电极(5)，所述容器(3)顶部设有盖板(6)，所述工作电极(4)和对电极(5)正对设置在盖板(6)下方，所述盖板(6)上设有导向槽，所述导向槽内设有可沿导向槽运动的输送机构(11)，所述导向槽包括呈渐开线形状的通槽(7)以及与通槽(7)首尾相连的凹槽(16)，所述工作电极(4)顶部连接有第一连接柱(8)，所述第一连接柱(8)穿过盖板(6)且位于通槽(7)的渐开线基圆中心，所述第一连接柱(8)与盖板(6)转动连接，所述对电极(5)顶部连接有第二连接柱(9)，所述第二连接柱(9)固定在输送机构(11)上且穿过通槽(7)，所述第一连接柱(8)顶端通过伸缩杆(10)与第二连接柱(9)顶端固定连接，所述通槽(7)的前端和后端分别设有第一接近开关(20)和第二接近开关(21)，所述盖板(6)连接有带动盖板(6)上下运动的升降器(14)，所述升降器(14)通过连接件(15)与容器(3)侧壁固定连接，所述计算机(1)分别与电化学工作站(2)、输送机构(11)、升降器(14)、第一接近开关(20)和第二接近开关(21)电连接，所述电化学工作站(2)还分别与工作电极(4)和对电极(5)电连接。...

【技术特征摘要】
1.一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：包括计算机(1)和数据采集装置，所述数据采集装置包括电化学工作站(2)、容器(3)、工作电极(4)和对电极(5)，所述容器(3)顶部设有盖板(6)，所述工作电极(4)和对电极(5)正对设置在盖板(6)下方，所述盖板(6)上设有导向槽，所述导向槽内设有可沿导向槽运动的输送机构(11)，所述导向槽包括呈渐开线形状的通槽(7)以及与通槽(7)首尾相连的凹槽(16)，所述工作电极(4)顶部连接有第一连接柱(8)，所述第一连接柱(8)穿过盖板(6)且位于通槽(7)的渐开线基圆中心，所述第一连接柱(8)与盖板(6)转动连接，所述对电极(5)顶部连接有第二连接柱(9)，所述第二连接柱(9)固定在输送机构(11)上且穿过通槽(7)，所述第一连接柱(8)顶端通过伸缩杆(10)与第二连接柱(9)顶端固定连接，所述通槽(7)的前端和后端分别设有第一接近开关(20)和第二接近开关(21)，所述盖板(6)连接有带动盖板(6)上下运动的升降器(14)，所述升降器(14)通过连接件(15)与容器(3)侧壁固定连接，所述计算机(1)分别与电化学工作站(2)、输送机构(11)、升降器(14)、第一接近开关(20)和第二接近开关(21)电连接，所述电化学工作站(2)还分别与工作电极(4)和对电极(5)电连接。2.根据权利要求1所述的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：所述工作电极(4)为泡沫铜电极，所述对电极(5)为铂片电极。3.根据权利要求1或2所述的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：所述输送机构(11)包括传送带(17)和驱动传送带(17)运动的驱动机构，所述传送带(17)套设在通槽(7)的内侧壁和凹槽(16)的内侧壁上，所述驱动机构与计算机(1)电连接。4.根据权利要求3所述的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：所述传送带(17)表面设有齿条(18)，所述驱动机构包括与齿条(18)啮合的齿轮(19)以及驱动齿轮(19)转动的驱动电机，所述驱动电机与计算机(1)电连接。5.根据权利要求1或2所述的一种检测L-鼠李糖溶液浓度的装置，其特征在于：所述盖板(6)上设有通孔(22)，所述通孔(22)上方设有滴定管(24)，所述盖板(6)上还设有固定滴定管(24)的支架(25)。6.一种检测L-鼠李糖溶液浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取25ml的0.1mol/LNaOH溶液加入容器内，电化学工作站在工作电极和对电极之间施加+0.5V的恒电压；S2：取0.05ml的0.1mol/LL-鼠李糖溶液加入容器内并搅拌均匀，接着计算机通过输送机构带动对电极沿通槽运动，调整对电极与工作电极之间的距离，同时计算机通过电化学工作站检测对电极位于不同位置时的电流密度值，使对电极停留在最大电流密度值所对应的位置，然后计算机通过升降器带动盖板上下运动，从而调整工作电极和对电极浸入容器内溶液的深度，检测工作电极和对电极浸入溶液不同深度时的电流密度，最后使工作电极和对电极浸入溶液的深度为电流密度处于最大值处，并记录该电流密度值S(t)及容器内溶液的L-鼠李糖浓度X；S3：每间隔65秒取0.05ml的0....

【专利技术属性】
技术研发人员：惠国华，金姣姣，韩圆圆，蔡艳萍，刘伟，
申请(专利权)人：浙江工商大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33