针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法技术

本发明专利技术涉及一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，在该方法中，在单通道电化学工作站中增加了通道选择装置，通道选择装置中的采集和步进器控制板集成三个用于进行通道选择的、由STM32控制板控制的模拟开关芯片CD4051，利用电极通讯接口、采集和步进器控制板、STM32控制板、触摸显示屏、电极电路导通模块、多通道电极、电极夹具、移动机构和步进器电机驱动器之间的相互配合，实现了单通道电化学工作站对多通道电极进行检测，使单通道电化学工作站实现多通道电化学工作站的功能，实现多通道电极的选择采集或依次轮采，并且体积小、价格低廉、方便携带。方便携带。方便携带。

【技术实现步骤摘要】
针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法


[0001]本专利技术涉及电化学检测
，特别是涉及一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法。

技术介绍

[0002]目前电化学工作站主要有2大类，分别是单通道电化学工作站和多通道电化学工作站，区别在于单通道电化学工作站每次只可检测一个样品，如需检测多个样品需每次替换样品；而多通道电化学工作站可以同时进行多个样品测试，较单通道电化学工作站有更高的测试效率，适合大规模研发测试需要，可以显著的加快研发速度。由于多通道电化学工作站具有多个通道，因此为了避免检测期间通道间的信号干扰，多通道电化学工作站通常采用一个通道对应一套电化学工作站，导致多通道电化学工作站设备价格非常昂贵，占用体积大、不便于携带，并且对于逐步发展的高通量芯片电极无法适配。

技术实现思路

[0003]针对目前单通道电化学工作站存在的检测效率低、多通道电化学工作站存在的设备价格非常昂贵，占用体积大、不便于携带、无法适配高通量芯片电极的问题，本专利技术提供一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，该方法在保证单通道电化学工作站正常检测的同时，可与高通量芯片电极或多通道电极适配，实现多通路样品切换采集或依次轮采。
[0004]为解决上述问题，本专利技术采取如下的技术方案：
[0005]一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，在单通道电化学工作站中增加通道选择装置，所述通道选择装置包括电极通讯接口、采集和步进器控制板、STM32控制板、触摸显示屏、电极电路导通模块、多通道电极、电极夹具、移动机构和步进器电机驱动器，所述多通道电极为八通道芯片电极或多个普通电极；
[0006]采集和步进器控制板集成三个用于进行通道选择的模拟开关芯片CD4051，所述单通道电化学工作站的三个电极电路各自通过电极通讯接口分别连接到三个模拟开关芯片CD4051，且三个模拟开关芯片CD4051与STM32控制板连接，三个模拟开关芯片CD4051的通道选择由STM控制板发送的地址码决定；
[0007]触摸显示屏、电极电路导通模块和步进器电机驱动器分别与采集和步进器控制板连接，多通道电极固定在电极夹具上，电极夹具固定在移动机构上；
[0008]STM32控制板内置芯片导通控制程序，所述芯片导通控制程序被配置为控制触摸显示屏显示步进器控制界面和芯片导通控制界面，以及根据控制界面反馈的指令通过IO口向模拟开关芯片CD4051发送相应的地址码和控制步进器电机驱动器对移动机构进行驱动，使移动机构将多通道电极移动至对应的电极电路导通模块的电路接口，然后所述单通道电化学工作站按照设置的检测模式对多通道电极进行检测，所述检测模式为手动模式或者自动模式，在手动模式下，STM32控制板控制多通道电极只能选择0或1个通道导通，在自动模
式下，STM32控制板控制多通道电极为单一轮循采集方式，并且相邻芯片电极的采集间隔时间可调。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0010]本专利技术通过在单通道电化学工作站中增加通道选择装置，利用电极通讯接口、采集和步进器控制板、STM32控制板、触摸显示屏、电极电路导通模块、多通道电极、电极夹具、移动机构和步进器电机驱动器之间的相互配合，实现了单通道电化学工作站对最多八个通道的芯片电极或普通电极进行检测，使单通道电化学工作站实现多通道电化学工作站的功能，实现多通道电极的选择采集或依次轮采，并且体积小、价格低廉、方便携带；同时，本专利技术中的通道选择装置可针对不同的种类电极，配备相应的电极夹具和电极电路导通模块，使单通道电化学工作站适配于高通量电化学芯片的检测。
附图说明
[0011]图1为本专利技术中通道选择装置的结构示意图；
[0012]图2为采集和步进器控制板的原理图；
[0013]图3为电机1_X方向控制界面；
[0014]图4为电机2_Y方向控制界面；
[0015]图5为芯片导通控制界面；
[0016]图6为电极通信接口的结构示意图；
[0017]图7为电极电路导通模块的支架的结构示意图；
[0018]图8为电极夹具的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。
[0020]本专利技术提供一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，该方法通过在单通道电化学工作站中增加通道选择装置，使单通道电化学工作站实现多通道电化学工作站的功能。
[0021]如图1所示，本专利技术中的通道选择装置包括电极通讯接口、采集和步进器控制板、STM32控制板、触摸显示屏、电极电路导通模块、多通道电极、电极夹具、移动机构和步进器电机驱动器，其中STM32控制板内置芯片导通控制程序，可实现移动机构中步进器的运动控制以及多通道电极的电极通道的选择，多通道电极可以为八通道芯片电极或者多个普通电极。
[0022]采用ARM核的STM32控制板拥有丰富的端口资源，主要使用串口和2.8寸触摸屏通信，使用IO口分别控制通道选择和滑轨运动。我们还增加了相应芯片电极接触状态检测功能，通过相应的IO口导通触发中断检测功能，从而实现系统运动的闭环控制，保障运动控制过程中的芯片电极安全。
[0023]如图2所示，采集和步进器控制板集成了三个用于进行通道选择的模拟开关芯片CD4051，分别为CD4051
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CE芯片管脚片选电路、CD4051
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RE芯片管脚片选电路、CD4051
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WE芯片管脚片选电路，还集成了STM32主控芯片及最小系统电路、用于控制移动机构的继电器控制电路
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控制选择步进电机供电、步进电机驱动板信号接口、接触开关指示LED灯、接触开关信号采集口、芯片管脚外接接口、串口屏、DC 12V转DC 5V电源模块。
[0024]单通道电化学工作站包括工作电极(WE)、对电极(RE)和参比电极(CE)，三个电极电路各自通过电极通讯接口分别连接到采集和步进器控制板中的三个模拟开关芯片CD4051，并且三个模拟开关芯片CD4051与STM32控制板连接，模拟开关芯片CD4051的通道选择由STM32控制板控制。模拟开关芯片CD4051相当于一个单刀八掷开关，开关接通哪一通道是由STM32控制板发送的3位地址码ABC来决定。
[0025]设定模拟开关芯片CD4051的真值，如表1所示：
[0026]表1模拟开关芯片CD4051真值详细设定
[0027][0028][0029]STM32控制板内置芯片导通控制程序，该芯片导通控制程序被配置为控制触摸显示屏显示步进器控制界面和芯片导通控制界面，以及被配置为根据控制界面反馈的指令通过IO口向模拟开关芯片CD4051发送相应的地址码和控制步进器电机驱动器对移动机构进行驱动，使移动机构将多通道电极移动至对应的电极电路导通模块的电路接口，然后单通道电化学工作站按照设置的检测模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，其特征在于，在单通道电化学工作站中增加通道选择装置，所述通道选择装置包括电极通讯接口、采集和步进器控制板、STM32控制板、触摸显示屏、电极电路导通模块、多通道电极、电极夹具、移动机构和步进器电机驱动器，所述多通道电极为八通道芯片电极或多个普通电极；采集和步进器控制板集成三个用于进行通道选择的模拟开关芯片CD4051，所述单通道电化学工作站的三个电极电路各自通过电极通讯接口分别连接到三个模拟开关芯片CD4051，且三个模拟开关芯片CD4051与STM32控制板连接，三个模拟开关芯片CD4051的通道选择由STM控制板发送的地址码决定；触摸显示屏、电极电路导通模块和步进器电机驱动器分别与采集和步进器控制板连接，多通道电极固定在电极夹具上，电极夹具固定在移动机构上；STM32控制板内置芯片导通控制程序，所述芯片导通控制程序被配置为控制触摸显示屏显示步进器控制界面和芯片导通控制界面，以及根据控制界面反馈的指令通过IO口向模拟开关芯片CD4051发送相应的地址码和控制步进器电机驱动器对移动机构进行驱动，使移动机构将多通道电极移动至对应的电极电路导通模块的电路接口，然后所述单通道电化学工作站按照设置的检测模式对多通道电极进行检测，所述检测模式为手动模式或者自动模式，在手动模式下，STM32控制板控制多通道电极只能选择0或1个通道导通，在自动模式下，STM32控制板控制多通道电极为单一轮循采集方式，并且相邻芯片电极的采集间隔时间可调。2.根据权利要求1所述的针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，其特征在于，所述步进器控制界面包括：菜单区，用于显示当前菜单名称；控制选择区，用于选择电机运行方向，修改或者输入电机运行速度和电机运行距离，设置完成后可通过开始运按钮行和紧急停止按钮进行开始和停止操作；芯片接触状态显示区，包括八个通道指示灯，以通道指示灯的亮灭状态反映多通道电极与采集和步进器控制板之间的电路导通状态。3.根据权利要求1所述的针对单通道电化学工作站实现多通道电化学检测的方法，其特征在于，所述芯片导通控制界面包括：菜单区：用于显示当前菜单名称；单个通道选择区，用于显示多通道电极的多个通道的导通状态以及选择其中的一个通道导...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰凌，刘一辰，吕佰阳，鲍引，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：