一种电化学离子浓度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种电化学离子浓度检测装置，包括以下步骤：1)通过隔膜电解的方式在阴极区或者阳极区持续产生对应的电解产物，分别为阴极电解产物或阳极电解产物；2)隔膜电解的阴极区或阳极区均可作为反应腔室，在反应腔室内装有待测物溶液，电解产物和待测物发生反应；3)通过传感器监测反应腔室内能判定反应终点的溶液指标的变化；4)通过反应到达终点前的累积电解时间计算待测物的浓度。本实用新型专利技术对于高浓度的待测物，可以通过大电流进行电解，对于低浓度的待测物，通过小电流进行电解，从而保证电解时间始终在可观测范围内，进而确保检测的分辨率和精度。应用该实用新型专利技术的检测方法具有检测量程跨度大、分辨率高和精度高的特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学离子浓度检测装置


[0001]本技术属于化学分析检测领域，具体涉及一种电化学离子浓度检测装置。

技术介绍

[0002]溶液中待测物浓度的检测，一般采用的是人工滴定法和电位滴定法。
[0003]实验室常用人工滴定法对溶液浓度进行滴定，根据指示剂的颜色变化指示滴定终点，然后读取标准溶液消耗体积，计算分析结果。
[0004]电位滴定法是通过电位的变化，由仪器自动判断终点。电位滴定法是在滴定过程中通过测量电位变化以确定滴定终点的方法，和直接电位法相比，电位滴定法不需要准确的测量电极电位值，因此，温度、液体接界电位的影响并不重要，其准确度优于直接电位法。普通滴定法是依靠指示剂颜色变化来指示滴定终点，如果待测溶液有颜色或浑浊时，终点的指示就比较困难，或者根本找不到合适的指示剂。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，被测成分的含量仍然通过消耗滴定剂的量来计算。
[0005]无论是人工滴定法和电位滴定法，滴定时最小的添加量都是一滴，滴加的反应物质不能连续增加，最小的分辨率受限于每一滴液体的体积和浓度，因此分辨率较低。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供解决上述技术问题的电化学离子浓度检测装置。
[0007]本技术的技术方案是：
[0008]一种电化学离子浓度检测装置，
[0009]包括反应腔室；
[0010]所述反应腔室的底部设有电解隔膜，所述电解隔膜的两侧分别设有阳极和阴极；
[0011]所述反应腔室的一侧设有进水口，所述反应腔室的另一侧设有出水口，所述反应腔室内还设有传感器安装孔，用于安装传感器，传感器可以与所述反应腔室内的溶液接触。
[0012]其中，所述进水口处设有单向阀，所述出水口处设有水泵。
[0013]应用上述电化学离子浓度检测装置的方法是：
[0014]包括以下步骤：
[0015]1)通过隔膜电解的方式在阴极区或者阳极区持续产生对应的电解产物，分别为阴极电解产物或阳极电解产物；
[0016]2)隔膜电解的阴极区或阳极区均可作为反应腔室，在反应腔室内装有待测物溶液，电解产物和待测物发生反应；
[0017]3)通过传感器监测反应腔室内能判定反应终点的溶液指标的变化；
[0018]4)通过反应到达终点前的累积电解时间计算待测物的浓度。
[0019]其中，反应腔室总体积恒定(V)，待测溶液中的待测物在反应腔室内的总量(n
x
)和反应到达终点时电解产物累积产生的总量(n
e
)有对应关系，而电解产物的总量(n
e
)和通过
电极的电荷量(Q)具有对应关系，在电解电流(I)恒定的情况下，该电荷量(Q)和电解时间(T)具有正比关系。在达到反应终点时，可以通过以下公式计算得到待测物的浓度c
x
：
[0020][0021]其中，
[0022]n
x
＝an
e
[0023]n
e
＝bQ。
[0024]其中，当待测物是酸碱缓冲离子时，传感器为pH计。
[0025]其中，当待测物是还原性物质时，传感器为氧化还原电位传感器。
[0026]其中，当待测物是易沉淀离子时，传感器为TDS计。
[0027]其中，当待测物是易变色离子时，传感器为微型光谱仪。
[0028]相较于现有技术，本技术的电化学离子浓度检测装置，通过隔膜电解的方法在阴极区或阳极区产生可以和待测物发生反应的电解产物，并通过传感器实时监测反应终点，通过在恒流电解下反应到达终点前的累积电解时间来反映待测物浓度。由于通过调控电解的电流可以任意延长电解的时间，所以该方法理论上不存在检测浓度上限。对于低浓度待测物，可以通过较小的电流进行缓慢电解，并选用高度灵敏的传感器，对于高浓度的待测物，可以通过较大的电流进行快速电解，从而在可观测的时间尺度下完成电解产物和待测物的反应，进而确保检测的分辨率和精度。因此应用该技术的检测方法具有检测量程跨度大、分辨率高和精度高的特点。
附图说明
[0029]图1为本技术电化学离子浓度检测器的装置示意图；
[0030]图2为本技术反应腔室的剖面图；
[0031]图中，反应腔室1、电解隔膜2、阳极3、阴极4、进水口5、出水口6、传感器安装孔7、传感器8。
具体实施方式
[0032]为了使本
技术人员更好地理解本技术方案，下面结合具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
[0033]实施例1碳酸氢根离子浓度
[0034]下面以碳酸氢根离子浓度的检测为例，具体描述应用本技术进行检测的方法。
[0035]如图1和图2所示，一种电化学离子浓度检测器，包括反应腔室1；
[0036]所述反应腔室1的底部设有电解隔膜2，所述电解隔膜的两侧分别设有阳极3和阴极4；
[0037]所述反应腔室1的一侧设有进水口5，所述反应腔室1的另一侧设有出水口6，所述反应腔室1内还设有传感器安装孔7，用于安装传感器8，传感器8可以与所述反应腔室1内的溶液接触。
[0038]其中，所述进水口处设有单向阀，所述出水口处设有水泵。
[0039]电解隔膜2设置于所述反应腔室1的底部，所述电解隔膜的两侧分别设有阳极3和阴极4，其中阳极3位于反应腔室1内。使用时，装置全部置于待检测水体中，首先开启水泵，待反应腔中充满待检测水体，则关闭水泵，开始电解并开始计时，在阳极上电解生成氢离子与待检测的碳酸氢根离子反应，电解一段时间，本实施例中，传感器8为pH计安装在传感器安装孔7上，pH计示数下降达到0.3个单位，此时停止电解并结束计时，数控模块记录电解的时长T，并计算出对应的碳酸氢根浓度：
[0040][0041]在检测之前，通过标准曲线法可测得不同水体条件下的系数m，并输入到数控模块，最后可在数码管上显示碳酸氢根离子浓度值。
[0042]检测完毕，水泵再次开启，并维持工作一段时间，将样品腔中的酸性物质冲洗干净，最后关闭，等待下一次检测。
[0043]应用本技术的检测方法下限可以达到0.001mol/L
‑
0.005mol/L，分辨率可以达到0.1％。
[0044]实施例2还原性物质的检测
[0045]下面以抗坏血酸浓度的检测为例，具体描述应用本技术进行检测的方法。
[0046]如图1和图2所示，电解隔膜2设置于所述反应腔室1的底部，所述电解隔膜的两侧分别设有阳极3和阴极4，其中阳极3位于反应腔室内。使用时，装置全部置于待检测水体中，首先开启水泵，待反应腔中充满待检测水体，则关闭水泵，开始电解并开始计时，在阳极上电解生成的次氯酸根与待检测的抗坏血酸反应，造成待测溶液氧化还原电位(ORP)的升高，电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学离子浓度检测装置，其特征在于：包括反应腔室(1)；所述反应腔室(1)的底部设有电解隔膜(2)，所述电解隔膜的两侧分别设有阳极(3)和阴极(4)；所述反应腔室(1)的一侧设有进水口(5)，所述反应腔室(1)的另一侧设有出水口(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚武，张子昂，
申请(专利权)人：鱼多康广州生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：