一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及电化学检测分析技术领域，提供一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，通过辅助电极、工作电极与参比电极形成三电极体系，采用电流采集模组放大从电极接口模组采集电信号，实现对多路信号的同时检测，即实现多样本的并行检测；将模拟开关电路接入电流采集模组与电极接口模组之间，通过控制模拟开关电路的导通或关断来控制电压信号的输出波形，进而采集工作电极与辅助电极之间的电流信号，系统稳定性高且体积小、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置


[0001]本技术涉及电化学检测分析
，尤其涉及一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置。

技术介绍

[0002]电化学检测或传感器被广泛应用于工业、交通、环境和医疗监测的许多分支，用于检测各种待测物的浓度水平及变化过程进而实现相关控制。它是一种成熟而强大的检测技术，可以在不取样的情况下通过化学成分的原位测量并获得过程控制的实时信息。在低温条件下，电化学检测技术可用于测量pH值、电导率和气体的浓度等。在钢铁、陶瓷、水泥和玻璃制造工业等高温条件下，可使用固体电解质传感器实现不同成分的测量，如用于测定游离氧、还原性气体中的平衡氧和金属熔体中的溶解氧等。随着研究的不断深入，目前电化学检测技术也被应用于葡萄糖、抗坏血酸、尿酸、多巴胺等生物标志物，以及重金属离子的检测。该类应用主要是通过施加不同电位，使待测物在电化学催化条件下进行氧化还原反应，从而产生相应的氧化还原(电催化)电流，而待测物浓度与催化电流间存在一定的比例相关性，所有通过测定电流大小及变化就可以实现对相应待测浓度的检测。
[0003]传统电化学工作站由于集成了过多功能并主要针对实验室研究使用，使得其体积过大且价格昂贵而导致无法应用于现场电化学检测。同时，对于现有的电化学工作站也不适用于大规模、大批量样本的同步测试。并且，由于采用恒电位和循环伏安测试技术，使得采集精度有限且易受干扰。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，解决了现有的电化学检测装置体积过大、成本过高，无法进行大批量同步测试，以及采集精度差、抗干扰能力弱的技术问题。
[0005]为解决以上技术问题，本技术提供一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，包括主控制器、蓝牙模组、状态指示模组、电流采集模组和模拟开关电路，以及电极接口模组；所述主控制器的SPI串行外设接口与所述模拟开关电路、电流采集模组连接，其UART接口与所述蓝牙模组连接，其I/O接口与所述状态指示模组连接；所述模拟开关电路与所述电流采集模组、电极接口模组连接，所述电极接口模组与电化学传感器连接；
[0006]所述主控制器用于控制所述模拟开关电路导通或关断；
[0007]所述模拟开关电路用于导通或断开所述电流采集模组与所述电极接口模组。
[0008]本基础方案通过辅助电极、工作电极与参比电极形成三电极体系，采用电流采集模组放大从电极接口模组采集到的电信号，实现对多路信号的同时检测，即实现多样本的并行检测；将模拟开关电路接入电流采集模组与电极接口模组之间，通过控制模拟开关电路的导通或关断来控制电压信号的输出波形，进而采集工作电极与辅助电极之间的电流信号，，系统稳定性高且体积小、成本低。
[0009]在进一步的实施方案中，所述电极接口模组包括辅助电极接口、参比电极接口和至少一个工作电极接口。
[0010]在进一步的实施方案中，所述模拟开关电路包括数模转化芯片以及与所述数模转化芯片连接的第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片，所述数模转化芯片与所述主控制器连接；
[0011]所述第一模拟开关芯片与所述辅助电极接口、参比电极接口、工作电极接口连接；
[0012]所述第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片并联。
[0013]本方案设置并联的第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片，通过有规律的控制第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片进行交替性的导通，得到方波伏安波形的采集电信号，进而通过方波伏安测试技术，提高设备的灵敏度、扫描速率，以应用于各种生物标志物的催化检测。
[0014]在进一步的实施方案中，所述电流采集模组为16位模数转换器芯片，其输入端与所述第一模拟开关芯片、第二模拟开关芯片连接，输出端与所述主控制器连接。
[0015]本方案以模数转换器芯片为核心设计电流采集模组，将从辅助电极接口和至少一个工作电极接口采集到的电流信号转化为数字信号，以便于样本的分析计算。
[0016]在进一步的实施方案中，所述状态指示模组包括至少两个不同颜色的LED 指示灯。
[0017]本方案配置不同颜色的LED指示灯来显示系统上电、工作、空闲、故障等运行状态，简单直观。
[0018]在进一步的实施方案中，本专利技术还包括电源模组，所述电源模组包括基准电压模块和电池模块；
[0019]所述电池模块与所述主控制器、蓝牙模组、电流采集模组、数模转化芯片、第一模拟开关芯片和所述第二模拟开关芯片电性连接；所述基准电压模块与所述数模转化芯片连接；
[0020]所述基准电压模块为REF01AJ精密基准电压源。
[0021]本方案在电池模块上连接基准电压源，将电池电压转换为目标电压，从而为电路中测量、标定电路中其他电压提供参考依据。
[0022]在进一步的实施方案中，本专利技术还包括上位机，所述上位机与所述蓝牙模组信号连接；所述蓝牙模组信号用于建立所述上位机与所述主控制器之间的通讯连接；所述上位机包括显示屏，所述显示屏用于显示从所述主控制器获取的测试数据。
[0023]在进一步的实施方案中，所述主控制器为STM32处理器。
附图说明
[0024]图1是本技术实施例提供的一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置的结构框架图；
[0025]图2是本技术实施例提供的第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片的硬件电路图；
[0026]图3是本技术实施例提供的采集到的电信号的示意图；
[0027]其中：主控制器1，蓝牙模组2，状态指示模组3，电流采集模组4，模拟开关电路5，数
模转化芯片51、第一模拟开关芯片52、第二模拟开关芯片53；电极接口模组6，辅助电极接口61、参比电极接口62、工作电极接口63；电源模组7，基准电压模块71、电池模块72；上位机8。
具体实施方式
[0028]下面结合附图具体阐明本技术的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本技术的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本技术专利保护范围的限制，因为在不脱离本技术精神和范围基础上，可以对本技术进行许多改变。
[0029]本技术实施例提供的一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，如图1所示，在本实施例中，包括主控制器1、蓝牙模组2、状态指示模组3、电流采集模组4和模拟开关电路5，以及电极接口模组6；主控制器1的SPI串行外设接口与模拟开关电路5、电流采集模组4连接，其UART接口与蓝牙模组2 连接，其I/O接口与状态指示模组3连接；模拟开关电路5与电流采集模组4、电极接口模组6连接，电极接口模组6与电化学传感器连接；
[0030]主控制器1用于控制模拟开关电路5导通或关断；
[0031]模拟开关电路5用于导通或断开电流采集模组4与电极接口模组6。
[0032]在本实施例中，电极接口模组6包括辅助电极接口61、参比电极接口62和至少一个工作电极接口63。工作电极接口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，其特征在于：包括主控制器、蓝牙模组、状态指示模组、电流采集模组和模拟开关电路，以及电极接口模组；所述主控制器的SPI串行外设接口与所述模拟开关电路、电流采集模组连接，其UART接口与所述蓝牙模组连接，其I/O接口与所述状态指示模组连接；所述模拟开关电路与所述电流采集模组、电极接口模组连接，所述电极接口模组与电化学传感器连接；所述主控制器用于控制所述模拟开关电路导通或关断；所述模拟开关电路用于导通或断开所述电流采集模组与所述电极接口模组。2.如权利要求1所述的一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，其特征在于：所述电极接口模组包括辅助电极接口、参比电极接口和至少一个工作电极接口。3.如权利要求2所述的一种基于模拟开关的多通道电化学检测装置，其特征在于：所述模拟开关电路包括数模转化芯片以及与所述数模转化芯片连接的第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片，所述数模转化芯片与所述主控制器连接；所述第一模拟开关芯片与所述辅助电极接口、参比电极接口、工作电极接口连接；所述第一模拟开关芯片和第二模拟开关芯片并联。4.如权利要求3所述的一种基于模拟开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振廷，黄灏辉，杨国强，张辉，
申请(专利权)人：广州原电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：