一种基于电化学的水体重金属检测装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于电化学的水体重金属检测装置及系统，包括三电极模块和后端电路，后端电路由微处理器、恒电位模块、电源模块和通信模块构成，利用电源模块为其他模块供电，通过微处理器控制恒电位模块向三电极模块输出激励电压使三电极模块与待测液体进行反应，控制恒电位模块采集三电极模块的电极信号，确定电极信号的变化状态，并控制通信模块将电极信号的变化状态发送至指定设备，从而可以依托指定设备来对电极信号的变化状态进一步分析得到待测液体所含重金属的检测结果，相较于传统电化学分析仪器来说，采用了相对小型化的器件组建后端电路实现了基于电化学的水体重金属检测，降低了成本，减小了装置体积，便于用户随身携带使用。于用户随身携带使用。于用户随身携带使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电化学的水体重金属检测装置及系统


[0001]本技术涉及环境质量监测
，特别是涉及一种基于电化学的水体重金属检测装置及系统。

技术介绍

[0002]水安全关乎生命健康，而水质检测是保障用水安全的关键。利用电信号检测的水质传感器具有快速响应、易于集成的优势。基于水体电导率测试的总溶解固体(Total dissolved solids，TDS)检测是较成熟的水质检测方法。TDS检测通过测定电导的方式检测到移动的电离子，只能监测水中带电溶解固体，检测范围有限，因此其只能作为一个泛泛的参考值，难以作为检定标准。重金属对水体的污染问题己成为一个刻不容缓的世界性课题，特别是痕量重金属的定性定量分析，是重金属污染检测的重要内容。由于传统的TDS检测方式无法实现水体重金属的检测，为实现水体重金属含量检出，现有技术中采用电化学分析法来检测水体中的重金属种类和含量。
[0003]但由于电化学分析仪器价格昂贵、体积庞大，且操作复杂，例如商业电化学测量工作站CHI660E，这种仪器仅能应用在专业的测试实验室中，不易于为社区、家庭及个体所采用。提供一种便携的水体重金属检出设备，使本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种基于电化学的水体重金属检测装置及系统，用于实现便携化易操作的水体重金属检出。
[0005]为解决上述技术问题，本技术提供一种基于电化学的水体重金属检测装置，包括：三电极模块和后端电路；
[0006]其中，所述三电极模块包括工作电极、参比电极和对电极；
[0007]所述后端电路包括微处理器、恒电位模块、电源模块和通信模块；所述恒电位模块的第一引脚与所述工作电极的引脚连接，所述恒电位模块的第二引脚与所述参比电极的引脚连接，所述恒电位模块的第三引脚与所述对电极的引脚连接；所述微处理器的第一信号输出端与所述恒电位模块的控制端连接，所述微处理器的信号输入端与所述恒电位模块的信号输出端连接，所述微处理器的第三信号输出端与所述通信模块的输入端连接，所述微处理器用于控制所述恒电位模块向所述三电极模块输出激励电压，并控制所述恒电位模块采集所述三电极模块的电极信号，确定所述电极信号的变化状态，并控制所述通信模块将所述电极信号的变化状态发送至指定设备；所述电源模块的各输出端分别与所述三电极模块的供电端、所述微处理器的供电端和所述恒电位模块的供电端连接。
[0008]可选的，所述三电极模块具体包括：所述工作电极、所述参比电极、所述对电极和绝缘基底；
[0009]其中，所述工作电极包括工作电极反应盘以及与所述工作电极反应盘连接的所述工作电极的引脚，所述工作电极为纯铜电极；
[0010]所述参比电极包括围绕所述工作电极反应盘设置的第一同心圆弧以及与所述第一同心圆弧连接的所述参比电极的引脚，所述参比电极为纯铜表面氯化后的电极；
[0011]所述对电极包括围绕所述参比电极的第二同心圆弧以及与所述第二同心圆弧连接的所述对电极的引脚，所述对电极为纯铜电极；
[0012]所述工作电极、所述参比电极和所述对电极均位于所述绝缘基底表面。
[0013]可选的，还包括用于封装所述后端电路的装置盒体；
[0014]所述后端电路中的元件均具体为贴片元件。
[0015]可选的，还包括：设于所述三电极模块和所述恒电位模块之间的电极插座；
[0016]所述电极插座的第一输入端与所述恒电位模块的第一引脚连接，所述电极插座的第一输出端与所述工作电极的引脚可拆卸连接；所述电极插座的第二输入端与所述恒电位模块的第二引脚连接，所述电极插座的第二输出端与所述参比电极的引脚可拆卸连接；所述电极插座的第三输入端与所述恒电位模块的第三引脚连接，所述电极插座的第三输出端与所述对电极的引脚可拆卸连接。
[0017]可选的，所述恒电位模块具体为AD8608。
[0018]可选的，所述微处理器具体为STM32F103RCT6。
[0019]可选的，所述通信模块具体为无线通信模块。
[0020]可选的，所述电源模块具体包括：可充电电池和降压稳压电路；
[0021]其中，所述可充电电池的输出端与所述降压稳压电路的输入端连接，所述降压稳压电路各输出端分别与所述三电极模块的供电端、所述微处理器的供电端和所述恒电位模块的供电端连接。
[0022]为解决上述技术问题，本技术还提供一种基于电化学的水体重金属检测系统，包括上述的基于电化学的水体重金属检测装置，还包括移动终端；
[0023]所述移动终端与所述基于电化学的水体重金属检测装置的通信模块通信连接，用于根据测试参数向所述基于电化学的水体重金属检测装置的微处理器发送测试指令，以使所述微处理器对所述基于电化学的水体重金属检测装置的恒电位模块生成与所述测试指令对应的测试信号，而后接收电极信号的变化状态，并根据所述电极信号的变化状态确定所述基于电化学的水体重金属检测装置的三电极模块上的待测液体所含重金属的检测结果。
[0024]可选的，所述移动终端根据所述电极信号的变化状态确定所述基于电化学的水体重金属检测装置的三电极模块上的待测液体所含重金属的检测结果，具体包括：
[0025]所述移动终端根据所述电极信号的变化状态生成测量数据曲线；
[0026]所述移动终端根据所述测量数据曲线的峰值的位置和所述峰值的值，对比预设数据表确定所述待测液体中所述重金属的种类及所述重金属的浓度。
[0027]本技术所提供的基于电化学的水体重金属检测装置，包括三电极模块和后端电路，后端电路由微处理器、恒电位模块、电源模块和通信模块构成，利用电源模块为其他模块供电，通过微处理器控制恒电位模块向三电极模块输出激励电压使三电极模块与待测液体进行反应，控制恒电位模块采集三电极模块的电极信号，确定电极信号的变化状态，并控制通信模块将电极信号的变化状态发送至指定设备，从而可以依托指定设备来对电极信号的变化状态进一步分析得到待测液体所含重金属的检测结果，相较于传统的电化学分析
仪器来说，采用了相对小型化的器件组建后端电路实现了基于电化学的水体重金属检测，降低了装置成本，减小了装置体积，便于用户随身携带与使用。
[0028]本技术还提供一种基于电化学的水体重金属检测系统，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0029]为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本技术实施例提供的一种基于电化学的水体重金属检测装置的结构示意图；
[0031]图2为本技术实施例提供的一种恒电位模块的电路图；
[0032]图3为本技术实施例提供的一种恒电位模块的连接示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电化学的水体重金属检测装置，其特征在于，包括：三电极模块和后端电路；其中，所述三电极模块包括工作电极、参比电极和对电极；所述后端电路包括微处理器、恒电位模块、电源模块和通信模块；所述恒电位模块的第一引脚与所述工作电极的引脚连接，所述恒电位模块的第二引脚与所述参比电极的引脚连接，所述恒电位模块的第三引脚与所述对电极的引脚连接；所述微处理器的第一信号输出端与所述恒电位模块的控制端连接，所述微处理器的信号输入端与所述恒电位模块的信号输出端连接，所述微处理器的第三信号输出端与所述通信模块的输入端连接，所述微处理器用于控制所述恒电位模块向所述三电极模块输出激励电压，并控制所述恒电位模块采集所述三电极模块的电极信号，确定所述电极信号的变化状态，并控制所述通信模块将所述电极信号的变化状态发送至指定设备；所述电源模块的各输出端分别与所述三电极模块的供电端、所述微处理器的供电端和所述恒电位模块的供电端连接。2.根据权利要求1所述的水体重金属检测装置，其特征在于，所述三电极模块具体包括：所述工作电极、所述参比电极、所述对电极和绝缘基底；其中，所述工作电极包括工作电极反应盘以及与所述工作电极反应盘连接的所述工作电极的引脚，所述工作电极为纯铜电极；所述参比电极包括围绕所述工作电极反应盘设置的第一同心圆弧以及与所述第一同心圆弧连接的所述参比电极的引脚，所述参比电极为纯铜表面氯化后的电极；所述对电极包括围绕所述参比电极的第二同心圆弧以及与所述第二同心圆弧连接的所述对电极的引脚，所述对电极为纯铜电极；所述工作电极、所述参比电极和所述对电极均位于所述绝缘基底表面。3.根据权利要求1所述的水体重金属检测装置，其特征在于，还包括用于封装所述后端电路的装置盒体；所述后端电路中的元件均具体为贴片元件。4.根据权利要求1所述的水体重金属检测装置，其特征在于，还包括：设于所述三电极模块和所述恒电位模块之间的电极插座；所述电极插座的第一输入端与所述恒电位模块的第一引脚连接，所述电极插座的第一输出端与所述工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖建军，林仕伟，陈汉德，周义龙，符坚，林正玺，王玲转，林慧媛，符智豪，黄修彩，陈宝，
申请(专利权)人：海南聚能科技创新研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：