一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置，包括水路模块、微处理器、多传感器模块、电化学检测模块和信号采集模块；多传感器模块包括多个工作电极、一个参比电极和一个对电极；电化学检测模块包括恒电位模块、有源屏蔽电路、电极自检模块和局部自检模块；信号采集模块包括多量程I/V变换电路、滤波调零及电压放大电路、16位A/D变换电路、16位D/A变换电路和16位电平转换电路；水路模块包括测试腔和电磁阀控制模块；该检测装置实现了饮用水多种重金属的长时间稳定检测，方便饮用水安全的长期监测，应用前景巨大。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置
本技术涉及电化学领域，尤其涉及一种基于多个工作电极的检测饮用水重金属检测装置。
技术介绍
由于近几年我国经济的粗犷式发展，导致了水环境重金属污染严重。重金属污染不仅对人体健康造成很大影响，而且会对生态环境造成严重破坏。因此国家越来越重视对重金属的检测。虽然现在有很多成熟的方法可用于重金属的检测，但是这些方法一般具有仪器体积庞大，检测时间长，检测成本高等缺点而不适用于重金属的现场检测。电感耦合等离子体质谱法(Inductively-coupledplasmamassspectroscopy,ICP-MS)和原子吸收光谱法(Atomicabsorptionspectroscopy,AAS)是常用于重金属检测的方法。由于需要复杂的前处理操作，所以无法用于现场的实时监测，通常用于实验室测量。相比之下，溶出伏安法在恒定电位下对重金属进行富集，极大地提高了工作电极表面重金属的浓度，随后施加由负至正的扫描电压，使富集的重金属重新氧化为离子态，可以借助重金属对应的特征峰进行定量分析。溶出伏安法最大的优点是灵敏度高，具有很低的检测下限，测定精度良好，能同时进行多种重金属测定，且不需要贵重仪器，操作简单，灵敏度高，测量时间短，可作为实时在线检测手段。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于多个工作电极的检测饮用水重金属检测装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置，包括：水路模块、微处理器、多传感器模块、电化学检测模块和信号采集模块；所述多传感器模块包括多个工作电极、一个参比电极和一个对电极；所述电化学检测模块包括恒电位模块、有源屏蔽电路、电极自检模块和局部自检模块；所述信号采集模块包括多量程I/V变换电路、滤波调零及电压放大电路、16位A/D变换电路、16位D/A变换电路和16位电平转换电路；所述水路模块包括测试腔和电磁阀控制模块；与测试腔连通的待测液管路、电解质管路和废液排放管路上均设置电磁阀；所有电磁阀均与电磁阀控制模块连接；所述电磁阀控制模块、多量程I/V变换电路和16位电平转换电路均与微处理器连接；所述多个工作电极、参比电极和对电极浸入测试腔内部，且均与电极自检模块连接；多个工作电极通过多路选通开关与多量程I/V变换电路连接；有源屏蔽电路的输入端连接工作电极，输出端作用于工作电极和参比电极的屏蔽层；所述参比电极与恒电位模块连接；所述多量程I/V变换电路、滤波调零及电压放大电路、16位A/D变换电路和16位电平转换电路依次连接；所述16位D/A变换电路输入端连接16位电平转换电路，输出端分别连接有源屏蔽电路、恒电位模块和局部自检模块，局部自检模块与多量程I/V变换电路连接；所述恒电位模块与对电极连接；所述电极自检模块连接16位A/D变换电路。进一步地，所述测试腔的底部开有与废液排放管路连通的开孔，侧壁上开有溢流孔，溢流孔通过侧壁内部空腔连通废液排放管路。本技术的有益效果是：采用多个工作电极切换的三电极系统可以在不需手动更换系统部件的情况下实现对多种重金属离子的自动检测，多量程的I/V转换模块在电极自检时选择合适的量程，以保证采集到的信号更加精确。测试腔通过自身的结构实现了定容，过量液体的会从内壁的溢流孔排出，省去了额外的机械装置，简化了整体结构，节省了成本。附图说明图1是本技术新型测试腔的结构示意图；图2是本技术检测装置的结构框图；图中，电磁阀2、溢流孔3、侧壁内部空腔4、微处理器9、16位D/A变换电路12、电磁阀控制模块13、电极自检模块14、工作电极15、参比电极16、对电极17、测试腔18、屏蔽层19、恒电位模块20、有源屏蔽电路21、局部自检模块22、多量程I/V变换电路23、滤波调零及电压放大电路24、16位A/D变换电路25、16位电平转换电路26。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1、2所示，本技术提供的一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置，包括：水路模块、微处理器9、多传感器模块、电化学检测模块和信号采集模块；所述多传感器模块包括多个工作电极15、一个参比电极16和一个对电极17；所述电化学检测模块包括恒电位模块20、有源屏蔽电路21、电极自检模块14和局部自检模块22；所述信号采集模块包括多量程I/V变换电路23、滤波调零及电压放大电路24、16位A/D变换电路25、16位D/A变换电路12和16位电平转换电路26；所述水路模块包括测试腔18和电磁阀控制模块13；与测试腔18连通的待测液管路、电解质管路和废液排放管路上均设置电磁阀2；所有电磁阀2均与电磁阀控制模块13连接；所述电磁阀控制模块13、多量程I/V变换电路23和16位电平转换电路26均与微处理器9连接；所述多个工作电极15、参比电极16和对电极17浸入测试腔18内部，且均与电极自检模块14连接；多个工作电极15通过多路选通开关与多量程I/V变换电路23连接；有源屏蔽电路21的输入端连接工作电极15，输出端作用于工作电极15和参比电极16的屏蔽层19；所述参比电极16与恒电位模块20连接；所述多量程I/V变换电路23、滤波调零及电压放大电路24、16位A/D变换电路25和16位电平转换电路26依次连接；所述16位D/A变换电路12输入端连接16位电平转换电路26，输出端分别连接有源屏蔽电路21、恒电位模块20和局部自检模块22，局部自检模块22与多量程I/V变换电路23连接；所述恒电位模块20与对电极17连接；所述电极自检模块14连接16位A/D变换电路25。进一步地，所述测试腔18的底部开有与废液排放管路连通的开孔，侧壁上开有溢流孔3，溢流孔3通过侧壁内部空腔4连通废液排放管路。本技术的工作过程如下：微处理器9发送指令给电磁阀控制模块13，打开待测液管路和电解质管路的电磁阀2，溶液进入测试腔18，过量的溶液会从溢流孔3直接通过侧壁内部空腔4流入废液排放管路。接着电极自检模块14启动，将检测的结果反馈给微处理器9，从而控制多量程I/V变换电路23选择合适的量程。工作电极15采集的电流信号一路连接有源屏蔽电路21，然后作用于屏蔽层19；另一路信号与多量程I/V变换电路23连接，再通过滤波调零及电压放大电路24、16位A/D变换电路25和16位电平转换电路26送到微处理器9进行信号处理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置，其特征在于，包括：水路模块、微处理器(9)、多传感器模块、电化学检测模块和信号采集模块；所述多传感器模块包括多个工作电极(15)、一个参比电极(16)和一个对电极(17)；所述电化学检测模块包括恒电位模块(20)、有源屏蔽电路(21)、电极自检模块(14)和局部自检模块(22)；所述信号采集模块包括多量程I/V变换电路(23)、滤波调零及电压放大电路(24)、16位A/D变换电路(25)、16位D/A变换电路(12)和16位电平转换电路(26)；所述水路模块包括测试腔(18)和电磁阀控制模块(13)；与测试腔(18)连通的待测液管路、电解质管路和废液排放管路上均设置电磁阀(2)；所有电磁阀(2)均与电磁阀控制模块(13)连接；所述电磁阀控制模块(13)、多量程I/V变换电路(23)和16位电平转换电路(26)均与微处理器(9)连接；所述多个工作电极(15)、参比电极(16)和对电极(17)浸入测试腔(18)内部，且均与电极自检模块(14)连接；多个工作电极(15)通过多路选通开关与多量程I/V变换电路(23)连接；有源屏蔽电路(21)的输入端连接工作电极(15)，输出端作用于工作电极(15)和参比电极(16)的屏蔽层(19)；所述参比电极(16)与恒电位模块(20)连接；所述多量程I/V变换电路(23)、滤波调零及电压放大电路(24)、16位A/D变换电路(25)和16位电平转换电路(26)依次连接；所述16位D/A变换电路(12)输入端连接16位电平转换电路(26)，输出端分别连接有源屏蔽电路(21)、恒电位模块(20)和局部自检模块(22)，局部自检模块(22)与多量程I/V变换电路(23)连接；所述恒电位模块(20)与对电极(17)连接；所述电极自检模块(14)连接16位A/D变换电路(25)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多个工作电极的饮用水重金属自动检测装置，其特征在于，包括：水路模块、微处理器(9)、多传感器模块、电化学检测模块和信号采集模块；所述多传感器模块包括多个工作电极(15)、一个参比电极(16)和一个对电极(17)；所述电化学检测模块包括恒电位模块(20)、有源屏蔽电路(21)、电极自检模块(14)和局部自检模块(22)；所述信号采集模块包括多量程I/V变换电路(23)、滤波调零及电压放大电路(24)、16位A/D变换电路(25)、16位D/A变换电路(12)和16位电平转换电路(26)；所述水路模块包括测试腔(18)和电磁阀控制模块(13)；与测试腔(18)连通的待测液管路、电解质管路和废液排放管路上均设置电磁阀(2)；所有电磁阀(2)均与电磁阀控制模块(13)连接；所述电磁阀控制模块(13)、多量程I/V变换电路(23)和16位电平转换电路(26)均与微处理器(9)连接；所述多个工作电极(15)、参比电极(16)和对电极(17)浸入测试腔(18)内部，且均与电极自检模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，屠佳伟，孙启永，梁韬，甘颖，胡琼文，李志文，刘戈，俞凝，
申请(专利权)人：浙江大学，宁波方太厨具有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33