一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法技术

本发明专利技术提出一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，所述自调节方法包括恒电位电路，还包括对检测所得电流数据进行分析的移动终端；电化学检测时，恒电位电路对待测物质施加电压波形激励，并经模数转换模块采样待测物质的响应电流用于分析；所述恒电位电路包括可编程控制的数字电位器芯片；所述数字电位器芯片用于电化学分析灵敏度自动调节时的反馈回路电阻调整；当移动终端判定检测过程测得的电流数据与恒电位电路当前灵敏度不匹配时，数字电位器芯片自动调节电位器的电阻值以改变响应电流回传电路的阻值，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配，本发明专利技术能实现电化学检测时的电流分析灵敏度自动调节。自动调节。自动调节。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法


[0001]本专利技术涉及电化学检测
，尤其是一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法。

技术介绍

[0002]现有的便携式电化学检测装置及方法在进行电化学检测时其响应电流的分析灵敏度往往必须人工进行手动选择，也有些装置及方法采用固定不变的单一电流分析灵敏度。手动选择电流分析灵敏度会导致电化学检测过于繁琐和低效，使得检测不够简便，而固定不变的单一电流分析灵敏度势必带来响应电流检测精度上的不足。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，能实现电化学检测时的电流分析灵敏度自动调节。
[0004]本专利技术采用以下技术方案。
[0005]一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，所述自调节方法包括恒电位电路，还包括对检测所得电流数据进行分析的移动终端；所述恒电位电路的电路组成包括了用于控制数字电位器芯片的MCU微控制器模块，还包括电压跟随器模块、模数转换模块、数模转换模块、电极接口模块、低通滤波器模块、TIA跨阻放大器模块、内部零点模块、参考电压源模块、蓝牙模块、数字电位器模块；电化学检测时，恒电位电路对待测物质施加电压波形激励，并经模数转换模块采样待测物质的响应电流用于分析；所述恒电位电路包括可编程控制的数字电位器芯片；所述数字电位器芯片用于电化学分析灵敏度自动调节时的反馈回路电阻调整；当移动终端判定检测过程测得的电流数据与恒电位电路当前灵敏度不匹配时，数字电位器芯片自动调节电位器的电阻值以改变响应电流回传电路的阻值，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配。
[0006]所述移动终端安装电化学检测APP；所述恒电位电路在进行电化学检测时，恒电位电路将检测得到的实时电流数据发送至电化学检测APP，并在移动终端内以电流数据列表的方式存储。
[0007]所述自调节方法中，对于电流分析灵敏度过高的判定和自动调整方法具体为：在电化学检测APP的电流分析灵敏度异常捕捉代码中设计了整型变量A，在电化学检测过程中，该整型变量A为电流数据列表中电流数据绝对值大于等于电流检测量程上限值的电流数据个数之和，当整型变量A的数值大于等于预设阈值B，则电化学检测APP判断检测过程中出现了电流分析灵敏度过高的异常行为，恒电位电路自动调低响应电流回传电路的阻值，并重启检测，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配。
[0008]所述自调节方法中，对电流分析灵敏度过低的自动调节方法为：在单次电化学检测结束时，将电流数据列表中的电流最大值与电流最小值相减得最大最小电流差值；将最
大最小电流差值与电流检测量程限值作对比，若最大电流与最小电流的差值小于等于电流检测量程限值的一半，则电化学检测APP判断检测过程中出现了电流分析灵敏度过低的异常现象，恒电位电路自动调高响应电流回传电路的阻值，并重启检测，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配。
[0009]通过数字电位器芯片对响应电流回传电路的阻值大小进行自动调整时，每次电阻值的调整大小为当前数字电位器电阻输出值的10%，电阻的调整调整范围在100Ω~100kΩ。
[0010]所述移动终端安装电化学检测APP；所述电化学检测APP的功能包括循环伏安法的检测参数设置、检测状态控制以及实时的检测伏安图绘制。
[0011]所述数字电位器芯片以蓝牙方式与移动终端相连；所述恒电位电路包括用于数字电位器芯片的MCU微控制器模块，还包括电压跟随器模块、模数转换模块、数模转换模块、电极接口模块、低通滤波器模块、TIA跨阻放大器模块、内部零点模块、参考电压源模块、蓝牙模块、数字电位器模块。
[0012]所述MCU微控制器模块为STM32F103RCT6；所述电压跟随器模块为AD8608；所述模数转换模块为AD7694；所述数模转换模块为AD5541；所述内部零点模块为ADR4520；所述参考电压源模块为ADR4540；所述蓝牙模块为HC
‑
05；所述数字电位器模块为AD5270。
[0013]所述电化学检测基于物质的氧化还原反应，在检测中，通过电化学三电极体系向含有待测物质的水溶液中施加特定的电压激励波形，使待测物质将在电极表面发生得失电子的氧化还原反应而产生响应电流，产生的响应电流流经由对电极和工作电极构成的响应电流回传电路，所述响应电流回传电路与数字电位器的电流反馈电阻相连，并且数字电位器可通过对输出电阻值的调整改变响应电流回传电路电阻值的大小，自动使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配，使恒电位电路可通过分析响应电流数值来对定量判断待测物质浓度。
[0014]本专利技术所述方案，在电化学检测过程中针对电流分析灵敏度过高和电流分析灵敏度过低的异常检测行为能够进行电流分析灵敏度的自动调节，该方案首先将在电化学检测的过程中实时判断电流检测分析灵敏度状态是否正常，并具有捕捉电流分析灵敏度异常的相应代码和功能。在捕捉到电流分析灵敏度异常后，本方案将相应的自动调节数字电位器的电流反馈电阻阻值大小，自动为电化学检测匹配最佳的电流分析灵敏度，提高电化学检测的准确程度。
[0015]相比于传统技术，本专利技术在恒电位电路上的数字电位器模块可以通过自动化方案（如可编程固件）来自动实现电流分析灵敏度的自调节，提高了电流检测的精度和电化学检测的准确度。相比于需要人工手动进行电流分析灵敏度调节的电化学检测装置，本装置免去了人工操作的繁琐流程，提高了电化学检测时的自动化程度；相比于只有单一电流分析灵敏度的电化学检测装置，本装置具有电流分析灵敏度自调节的优势，在电流检测精度和电流检测灵敏度上都有大幅度的提高。该装置及方法极其适用于现场快速检测领域的电化学分析需要（例如各种基于电化学方法的POCT[Point
‑
of
‑
care testing]装置）。
附图说明
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：附图1是本专利技术的运行流程示意图；
附图2是本专利技术的工作原理示意图；附图3是本专利技术的灵敏度自动调节示意图；附图4 是本专利技术部分电路的原理示意图。
具体实施方式
[0017]如图所示，一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，所述自调节方法包括恒电位电路，还包括对检测所得电流数据进行分析的移动终端；所述恒电位电路的电路组成包括了用于控制数字电位器芯片的MCU微控制器模块，还包括电压跟随器模块、模数转换模块、数模转换模块、电极接口模块、低通滤波器模块、TIA跨阻放大器模块、内部零点模块、参考电压源模块、蓝牙模块、数字电位器模块；电化学检测时，恒电位电路对待测物质施加电压波形激励，并经模数转换模块采样待测物质的响应电流用于分析；所述恒电位电路包括可编程控制的数字电位器芯片；所述数字电位器芯片用于电化学分析灵敏度自动调节时的反馈回路电阻调整；当移动终端判定检测过程测得的电流数据与恒电位电路当前灵敏度不匹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，其特征在于：所述自调节方法包括恒电位电路，还包括对检测所得电流数据进行分析的移动终端；所述恒电位电路的电路组成包括了用于控制数字电位器芯片的MCU微控制器模块，还包括电压跟随器模块、模数转换模块、数模转换模块、电极接口模块、低通滤波器模块、TIA跨阻放大器模块、内部零点模块、参考电压源模块、蓝牙模块、数字电位器模块；电化学检测时，恒电位电路对待测物质施加电压波形激励，并经模数转换模块采样待测物质的响应电流用于分析；所述恒电位电路包括可编程控制的数字电位器芯片；所述数字电位器芯片用于电化学分析灵敏度自动调节时的反馈回路电阻调整；当移动终端判定检测过程测得的电流数据与恒电位电路当前灵敏度不匹配时，数字电位器芯片自动调节电位器的电阻值以改变响应电流回传电路的阻值，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配。2.根据权利要求1所述的所述一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，其特征在于：所述移动终端安装电化学检测APP；所述恒电位电路在进行电化学检测时，恒电位电路将检测得到的实时电流数据发送至电化学检测APP，并在移动终端内以电流数据列表的方式存储。3.根据权利要求2所述的所述一种适用于现场快速检测的电化学分析灵敏度自调节方法，其特征在于：所述自调节方法中，对于电流分析灵敏度过高的判定和自动调整方法具体为：在电化学检测APP的电流分析灵敏度异常捕捉代码中设计了整型变量A，在电化学检测过程中，该整型变量A为电流数据列表中电流数据绝对值大于等于电流检测量程上限值的电流数据个数之和，当整型变量A的数值大于等于预设阈值B，则电化学检测APP判断检测过程中出现了电流分析灵敏度过高的异常行为，恒电位电路自动调低响应电流回传电路的阻值，并重启检测，使恒电位电路的电流分析灵敏度与当前电化学检测相匹配。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：高跃明，张晓涛，韦漪，杜民，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：