【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生化分析仪器与，具体涉及一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置及方法。
技术介绍
1、液体电导率检测可以获取液体浓度等重要信息。液体电导率检测广泛应用于水质监测、食品安全检测、农业土壤分析领域。通过测量液体电导率，可以迅速识别水体中是否存在污染物浓度的异常。这有助于及早发现并应对水质问题，确保水质得到及时维护处理。在食品行业的生产制造过程中，液体电导率检测可以用于监测产品，这有助于确保产品的质量，并通过重要参数的分析来优化生产过程。在农业土壤分析领域中，对土壤的盐度和含水量等重要参数进行实时监测，有助于因地制宜选择合适的植物类型和选择合适的灌溉方式，优化土壤利用。
2、传统液体电导率检测方法是将液体电导率仪的电极直接放入待测溶液中，这不可避免会对电极产生污染腐蚀。这些方法通常依赖于大型检测设备，存在仪器昂贵、体积大、难操作、精度低、检测成本高、检测速率慢、前处理复杂和无法实时监测等问题。同时，该方法需要消耗大量样品，无法处理微量样品。
3、近年来，电容耦合非接触电导检测(capacitively coupled contactlessconductivity detection，c4d)法得到发展。电容耦合是指输入激励信号以后，检测电极会与接收电极之间形成电容，电极与待测溶液之间也会形成电容，这种电容是实际存在的，能够以容抗的形式阻碍信号的传输；非接触指的是检测电极和接收电极不与待测液直接进行物理接触，采用非物理接触的方式检测可检测出待测液体的电导率。
4、印
5、在使用普通滤纸进行电导率测量时，由于滤纸对杂质的吸附能力有限，杂质未全部吸附在滤纸表面，仍有少量杂质到达后续检测区域，这导致了结果的可靠性大大降低。活性炭具有出色的吸附性能，活性炭滤纸结合了普通滤纸的机械过滤功能，可以同时实现物理过滤和化学吸附，提高过滤效果。活性炭滤纸相较于普通的滤纸，具有较强的吸附能力，可以较为有效地吸附溶液中所含杂质；这使得活性炭纸在一些特殊环境下的应用更为广泛。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置及方法解决因待测液体中含有颗粒杂质导致电导率检测值不确定的问题。
2、技术方案：本专利技术所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，包括：活性炭滤纸，c4d印刷电路板，模具盒底座、模具盒盖和信号处理模块；
3、所述活性炭滤纸过滤端由针叶木浆、聚酯纤维和活性炭粉末物质混合而成，使用涂布机将混合而成的纸浆均匀涂抹在普通滤纸的中部；
4、所述c4d印刷电路板设有激励电极与接收电极端，接收电极端连接信号处理模块，用于处理液体电导率信息；
5、所述模具盒底座，设有八个固定底座，用于固定c4d印刷电路板；
6、所述模具盒盖，设计包括滤纸条凹槽，用于固定所制活性炭滤纸；包括预留检测信号输出端口孔与预留激励信号输入端口孔。
7、进一步的，所述c4d印刷电路板板厚1.6mm，电极正对区域长度为2～6mm，印刷电路板长60mm，宽44mm，固定过孔半径1.5mm。
8、进一步的，所述活性炭滤纸长15～55mm；活性炭滤纸宽度范围2～12mm。
9、进一步的，信号处理模块包括：信号发生器模块、i/v转换器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、信号采样及显示模块；
10、进一步的，所述信号发生模块，分别连接激励电极输入端、乘法器模块输入端，用于产生特定频率的正弦电压信号并输出激励电极，同时为后续乘法器模块提供同频同相参考信号；
11、所述i/v转换器模块，与接收电极连接，用于接受接收电极的输出端电流信号，并将电流信号转换为电压信号；
12、所述乘法器模块，分别连接i/v转换器模块输出端、信号发生模块输出端，得到两类信号，包括特定频率的交流信号与直流信号；
13、所述低通滤波模块，与乘法器模块输出端连接，进行滤波、降噪处理，得到所述直流信号。
14、进一步的，所述信号采样及显示模块，处理包含液体电导率的直流电压信号，绘制浓度曲线，并实时显示。
15、进一步的，模具盒盖(4)与模具盒底座(3)通过盒盖连接柱连接。
16、进一步的，模具盒盖(4)活性炭滤纸凹槽长度为50mm，宽度为4mm，深度为0.5mm，顶部延伸出半径为4mm的圆形进样口。
17、进一步的，所述模具盒底座(3)包括印刷电路板长固定圆柱体与短固定圆柱体；其中，长固定圆柱体高5.8mm与短固定圆柱体高3.8mm，半径均为1.5mm。
18、本专利技术所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测方法，包括以下步骤：
19、(1)打开模具盒盖，将c4d印刷电路板固定在模具盒底；
20、(2)将裁切后的活性炭滤纸固定放置于模具盒盖凹槽位置；
21、(3)在c4d印刷电路板激励电极输入端口施加激励信号，快速翻转装置盒盖，将活性炭滤纸固定在电极正对检测区域。
22、(4)在进样口使用移液枪滴入待测液体，当液体经过电极时，由接收电极检测出液体电导率的变化，并将电流信号转化为电压信号，进而由信号处理模块进行信号放大、解析与降噪处理，最后输出计算机端，分析液体浓度。
23、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：1)本专利技术涉及的一种活性炭滤纸，该滤纸将活性炭与纸相结合，制成活性炭滤纸，其较于普通滤纸具有更好的过滤效果，可以有效过滤粗糙溶液中的颗粒杂质。2)本专利技术涉及的一种纸基微流控采样技术，将该技术与pcb-c4d技术相结合，对样品进行微量、微创的原位过滤。3)本专利技术涉及的一种活性炭纸基微流控采样技术结合印刷电路板电容耦合非接触电导率检测快速测量液体电导率装置，该装置尺寸小，方便使用和更换滤纸条，制成的便携化装置成本可控制在100人民币左右，极大降低了仪器成本。4)本专利技术一种活性炭纸基微流控采样技术结合印刷电路板电容耦合非接触电导率检测快速测量液体电导率装置，可用于水质监测、食品安全检测、农业土壤分析，应用范围广，有极大的应用前景。
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1.一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，包括：活性炭滤纸(1)，C4D印刷电路板(2)，模具盒底座(3)、模具盒盖(4)和信号处理模块(5)；
2.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述C4D印刷电路板板(2)厚1.6mm，电极正对区域长度为2～6mm，印刷电路板长60mm，宽44mm，固定过孔半径1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述活性炭滤纸(1)长15～55mm；活性炭滤纸宽度范围2～12mm。
4.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，信号处理模块(5)包括：信号发生器模块、I/V转换器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、信号采样及显示模块。
5.根据权利要求4所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述信号发生模块，分别连接激励电极输入端、乘法器模块输入端，用于产生特
6.根据权利要求4所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述信号采样及显示模块，处理包含液体电导率的直流电压信号，绘制浓度曲线，并实时显示。
7.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，模具盒盖(4)与模具盒底座(3)通过盒盖连接柱连接。
8.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，模具盒盖(4)活性炭滤纸凹槽长度为50mm，宽度为4mm，深度为0.5mm，顶部延伸出半径为4mm的圆形进样口。
9.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述模具盒底座(3)包括印刷电路板长固定圆柱体与短固定圆柱体；其中，长固定圆柱体高5.8mm与短固定圆柱体高3.8mm，半径均为1.5mm。
10.一种根据权利要求1所述的纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，包括：活性炭滤纸(1)，c4d印刷电路板(2)，模具盒底座(3)、模具盒盖(4)和信号处理模块(5)；
2.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述c4d印刷电路板板(2)厚1.6mm，电极正对区域长度为2～6mm，印刷电路板长60mm，宽44mm，固定过孔半径1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述活性炭滤纸(1)长15～55mm；活性炭滤纸宽度范围2～12mm。
4.根据权利要求1所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，信号处理模块(5)包括：信号发生器模块、i/v转换器模块、乘法器模块、低通滤波器模块、信号采样及显示模块。
5.根据权利要求4所述的一种纸基微流控-非接触电导检测联用的液体电导率快速检测装置，其特征在于，所述信号发生模块，分别连接激励电极输入端、乘法器模块输入端，用于产生特定频率的正弦电压信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明鹏，曹明熠，王超凡，周旺平，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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