一种便携式激光催化检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便携式激光催化检测装置与方法，该装置包括激光器，用于发射激光；激光器调制电路，用于调节所述激光器输出的激光强度和激光频率；恒电势仪电路，包括用于恒电势输出的稳压电路和用于微小电流测量的放大电路；微处理器单元，分别与所述激光器调制电路和所述恒电势仪电路相连，用于调节所述激光器调制电路的控制信号，以及调节所述稳压电路的电势输出参数和所述放大电路的电流测量参数。本发明专利技术通过集成微处理器单元、激光器、激光器调制电路和恒电势仪电路等，实现了激光催化检测系统，因其小型化的特性而具有便携的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种便携式激光催化检测装置与方法
本专利技术实施例涉及一种激光催化检测技术，尤其涉及一种便携式激光催化检测装置与方法。
技术介绍
自1960年第一台激光器问世以来，激光已在许多科学
中获得了应用，并取得了许多有意义的结果。因激光具有单色、波长可调、高能流密度、短脉冲时间、光束定向，和相干等诸多特性，激光在光化学研究中起到了举足轻重的作用。激光催化作为一门新兴学科，其多应用于激光诱导化学反应、采用激光法制备新型高效催化剂、激光研究表面过程等，都是目前激光化学工作者较为重视的领域。激光引发的催化作用，主要是用以选择性的加速反应速率和选择性的降低定向反应的活化能。由于激光的高强度、单色性等特性，可以方便的用激光引发产生自由基，从而在均相催化体系及气相反应中引发反应。此外，结合光催化剂的禁带宽度特性且可对特定波长的光具有吸收作用，因此在激光的作用下，相较于普通光源，能产生更大的光催化电流。近年来，光催化特别是激光催化系统常常应用于有机官能团的光催化转化和有机污染物的光催化降解，对于激光催化过程中产生电流的检测可以用于了解催化过程的进展情况。然而，现有的激光催化检测系统一般需要有大功率的激光器，需要有专用的电流检测仪器，并且需要在工业控制体系下来完成，不仅体积庞大，还具有催化过程极其复杂，对激光催化过程的检测不够灵活等缺点，这大大的限制了激光催化检测系统的集成化发展和便携化应用。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种便携式激光催化检测装置与方法，以解决目前激光催化检测系统的体积庞大，不便实施于位置非固定的激光催化检测问题，并实现激光催化检测系统的集成化和便携化。为了达到上述目的，第一方面，本专利技术实施例提供一种便携式激光催化检测装置，包括：激光器，用于发射激光；激光器调制电路，用于调节所述激光器输出的激光强度和激光频率；恒电势仪电路，包括用于恒电势输出的稳压电路和用于微小电流测量的放大电路；微处理器单元，分别与所述激光器调制电路和所述恒电势仪电路相连，用于调节所述激光器调制电路的控制信号，以及调节所述稳压电路的电势输出参数和所述放大电路的微小电流测量参数。进一步地，所述激光器包括散热风扇，用以排出激光器工作过程中产生的热量。进一步地，所述激光器调制电路是通过脉冲宽度调制技术实现对激光器的控制信号进行调节的。进一步地，所述微小电流不大于10nA。进一步地，还包括与所述微处理器单元相连的通讯接口，通讯接口上通过连接蓝牙无线模块实现测量命令的下达和检测数据的传输。进一步地，所述通讯接口还可以通过通用串行总线协议连接到上位机进行所述微处理器单元的程序调试。进一步地，还包括用以固定微处理器单元、激光器、激光器调制电路和恒电势仪电路的外壳，所述外壳的外形体积不大于长140mm×宽90mm×高65mm。进一步地，所述外壳底部包含散热槽和电路板固定桩，散热槽用以排出激光器调制电路、恒电势仪电路和激光器产生的热量，电路板固定桩用于固定激光器调制电路和恒电势仪电路。进一步地，所述外壳上连接有上盖，所述上盖端部开有比色皿窗，用以透过比色皿，所述上盖通过卡扣的方式与外壳连接，用以遮挡激光催化过程中的外来光源。第二方面，本专利技术实施例提供一种便携式激光催化方法，该方法包括以下步骤：将光催化剂固定到氧化铟锡电极的工作电极上，将氧化铟锡电极插入比色皿中；通过比色皿上的电极连接触点将氧化铟锡电极与恒电势仪电路电连接；配制光催化基底溶液，并加入到比色皿中；通过微处理器单元设置激光器的激光强度和激光频率参数；通过微处理器单元设置恒电势仪电路所施加恒电势参数和测量电流检测参数；通过氧化铟锡电极记录激光催化检测过程中的电流；对比未开启激光器时检测到的电流大小与开启激光器时检测到的电流大小，并绘制电流随时间变化曲线，检测激光催化情况。根据上述的技术方案，本专利技术通过集成微处理器单元、激光器、激光器调制电路和恒电势仪电路等，实现了激光催化检测系统，因其小型化的特性而具有便携的优点。本专利技术实施例通过所述装置可实现通过微处理器单元控制激光器调制电路输出控制信号，实现对激光器的输出激光强度和输出激光频率根据实验需要进行调节，通过微处理器单元控制恒电势仪电路可实现稳定电势的输出和微小电流信号的检测。通过所述方法，可在该装置中顺利完成激光催化检测实验，获得理想的激光催化电流，并实时检测。通过本专利技术实施例，可以便携式的完成完整的激光催化检测实验，对于激光催化检测领域的研究发展具有重要的意义。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例的一种便携式激光催化检测装置的立体示意图；图2是本专利技术实施例的一种便携式激光催化检测装置的系统结构图；图3是本专利技术实施例中外壳示意图；图4是本专利技术实施例中外壳剖面示意图；图5是本专利技术实施例中激光器示意图；图6是本专利技术实施例中上盖示意图；图7是本专利技术实施例中比色皿示意图；图8是本专利技术实施例中氧化铟锡电极示意图；图9是本专利技术实施例中电路板示意图；图10是本专利技术实施例的一种便携式激光催化检测装置的系统框图；图11是本专利技术实施例的激光催化检测程序流程图；图12是本专利技术实施例的以石墨相氮化碳为光催化剂的检测信号图；图中：外壳1、激光器2、上盖3、比色皿4、氧化铟锡电极5、电路板6；比色皿固定扣101、比色皿托台102、电路板固定桩103、上盖固定孔104、装置备用孔105、外接电源接口106、激光器调试接口107、电路板散热槽108、激光器散热固定槽109；激光头201、调焦环202、固定孔203、散热风扇204、调试端子205；比色皿窗301、上盖固定扣302；电极连接触点401；工作电极501、对电极502、参比电极503、电极基底504；电池模块601、数模转换模块602、电源管理模块603、微处理器单元604、串行通讯接口605、模数转换模块606、外接电源接口607、电极接口608、电路板固定孔609、运算放大模块610。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例具体实施例及相应的附图对本专利技术实施例技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术实施例保护的范围。参考图1-图9，本专利技术实施例提供一种便携式激光催化检测装置，包括激光器2，用于发射激光；激光器调制电路，用于调节所述激光器2输出的激光强度和激光频率；恒电势仪电路，包括用于恒电势本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，包括：/n激光器，用于发射激光；/n激光器调制电路，用于调节所述激光器输出的激光强度和激光频率；/n恒电势仪电路，包括用于恒电势输出的稳压电路和用于微小电流测量的放大电路；/n微处理器单元，分别与所述激光器调制电路和所述恒电势仪电路相连，用于调节所述激光器调制电路的控制信号，以及调节所述稳压电路的电势输出参数和所述放大电路的电流测量参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，包括：
激光器，用于发射激光；
激光器调制电路，用于调节所述激光器输出的激光强度和激光频率；
恒电势仪电路，包括用于恒电势输出的稳压电路和用于微小电流测量的放大电路；
微处理器单元，分别与所述激光器调制电路和所述恒电势仪电路相连，用于调节所述激光器调制电路的控制信号，以及调节所述稳压电路的电势输出参数和所述放大电路的电流测量参数。


2.根据权利要求1所述一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，所述激光器包括散热风扇，用以排出激光器工作过程中产生的热量。


3.根据权利要求1所述一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，所述激光器调制电路是通过脉冲宽度调制技术实现对激光器的控制信号进行调节的。


4.根据权利要求1所述一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，所述微小电流不大于10nA。


5.根据权利要求1所述一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，还包括与所述微处理器单元相连的通讯接口，通讯接口上通过连接蓝牙无线模块实现测量命令的下达和检测数据的传输。


6.根据权利要求1所述一种便携式激光催化检测装置，其特征在于，所述通讯接口还可以通过通用串行总线技术连接到上位机进行所述微处理器单元的程序调试。


7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清君，陈泽涛，卢妍利，张情情，程晨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33