一种土壤重金属含量便携式快速检测仪制造技术

本发明专利技术针对蔬菜基地存在的重金属污染，设计了一种重金属离子浓度在线检测系统。该系统基于离子选择膜技术，通过微小型的Cu+—ISE，利用电势测定法研究ISE的电化学响应特性，并结合一元线性回归建立电极电势与离子浓度的数学模型。基于STC89C52单片机和AD620仪用放大器，设计了硬件检测电路和检测程序，实现了对离子浓度的测量、显示、存储等操作。最后，通过对铜离子溶液的试验验证了该检测仪的精确性。由于该检测仪在相同的硬件条件下只需要更换相应的离子电极即可实现对不同重金属离子的浓度检测，因此具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤重金属含量便携式快速检测仪
一项电子信息
领域的专利技术，具体是土壤重金属含量便携式快速检测仪。技术背景随着现代工业技术的不断发展，重金属在工业发展的道路上应用相当广泛，但是 随之产生的污染物也大量增加，未经处理的工业三废被大量的排放到环境中，而人类不可 缺少的农产品也大受影响，工业污染物乱排乱放使水果的种植受到各种重金属的污染，包 括Cr、Cu、Cd、Pb等，这些重金属最终将进入人类体内，影响身体健康。因此及时检测水果 中重金属含量，对控制重金属进去人体有着重要的意义。目前定量检测重金属的常用方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱 法等检测分析技术，这些光谱法虽然检测精度和稳定性都较好，但是对样品前处理复杂且 时间长，无法实现实时现场快速检测的需求。本专利技术主要结合离子选择性电极及温度补偿原理，通过上位机管理模块和下位机 检测模块，研制了一种在线检测重金属离子浓度的便携式检测仪。本专利技术与较传统重金属离子浓度的检测方法相比，此方法减少了检测过程中的繁 琐的实验操作，此外大大缩短检测周期，同时降低了对操作人员的专业技能要求。
技术实现思路
本专利技术针对蔬菜基地存在的重金属污染，设计了一种重金属离子浓度在线检测系 统。该系统基于离子选择膜技术，通过微小型的Cu+— ISE，利用电势测定法研究ISE的电 化学响应特性，并结合一元线性回归建立电极电势与离子浓度的数学模型。基于STC89C52 单片机和AD620仪用放大器，设计了硬件检测电路和检测程序，实现了对离子浓度的测量、 显示、存储等操作。最后，通过对铜离子溶液的试验验证了该检测仪的精确性。本专利技术主要专利技术创新点1、能对蔬菜基地土壤中重金属离子进行快速检测。2、 便携式，方便操作，缩短检测周期。相对于常规的化学检测方法，本系统自动地对数据采集 与处理。大大减少对人力资源的依赖，提高操作简便性和快速性。3、根据环境因素能实现 对采集数据进行自适应校正与补偿。4、建立微量元素与测量信号的数学模型。5、低功 耗。对于项目便携式的电源要求，仪器使用高能电池供电。本系统耗电主要是控制器和液 晶显示器。选择低功耗的控制器和液晶显示器，再通过对控制芯片和液晶显示器的休眠机 制、低功耗的工作模式等技术实现整机的功耗的控制，延长系统工作时间，避免频繁更换电 池。附图说明图1硬件系统总体框2主程序流程图具体实施方式下面对本发 明的技术方案做进一步地说明。关键技术主要有I)、微小电信号的放大、采集及滤波。2 )、对采集数据的自适应滤波。3 )、建立电信号与重金属离子浓度的数学模型。4 )、对采 集数据的高校管理。5)、便携式的设计与实现。土壤重金属含量便携式快速检测仪工作过程是1、对蔬菜土壤浸提溶液中重金属离子浓度进行采集、滤波和放大，结合离子浓度模 型和温度补偿原理计算离子浓度，结果显示在液晶显示屏上；2、对蔬菜土壤浸提溶液中 重金属离子浓度检测数据进行分析、存储等操作；3、通过标准溶液对该重金属离子检测 仪进行校准，同时设有按键及液晶显示管理程序，具有良好的人机交互界面。硬件与软件具体描述如下检测仪硬件电路主要对离子电极产生的电压信号进行采集、滤波和放大，使之变换成 适合A/D转换器的输入信号，并经过A/D转换为数字信号，同时理由温度传感器读取环境温度信号，二者由单片机 读取并处理后，将经温度补偿后的检测结果进行显示、存储、传输和测量结果打印等操作。 据此，检测仪硬件电路主要由离子电极电压信号采集与处理、通信、电源、存储器和显示等 模块组成，如图1所示。检测仪软件采用模块化，基于KeilC51软件开发工具，应用C51高级语言进行程 序的编写，通过串口完成对单片机程序的烧写，其主要程序包括基本模块驱动程序(即数 据采集、显示、传输、存储和打印等模块)和数据处理程序。各子程序是在主程序的控制下， 按预定的方式在各种触发条件具备时响应并执行。系统主体设计流程图如图2所示。数据处理模块的主要功能就是使系统按照测量原理，按照给定的流程，完成数据 采集、数据处理、数据储存、液晶显示等任务。本测量程序依据读取的ADS1100转换的数字 量，经过相应的计算转换为模拟量显示在液晶上，通过单总线接口读取DS18B20的转换数 值，得到溶液温度，同时在测量的过程中会进行温度补偿以提高仪器的测量精度。测量过程 中需注意的是，在测量前需多次(至少3次以上)用待测溶液清洗电极以减小误差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤重金属含量便携式快速检测仪，其特征在于，结合离子选择性电极及温度补偿原理，包含上位机管理模块和下位机检测模块。

【技术特征摘要】
1.一种土壤重金属含量便携式快速检测仪，其特征在于，结合离子选择性电极及温度补偿原理，包含上位机管理模块和下位机检测模块。2.根据权利要求1所述的土壤重金属含量便携式快速检测仪，其特征是，能对蔬菜基地土壤中重金属离子进行快速检测。3.根据权利要求1所述的土壤重金属含量便携式快速检测仪，其特征是，便携式，方便操作，缩短检测周期，相对于常规的化学检测方法，本系统自动地对数据采集与处理。4.大大减少对人力资源的依赖,提高操作简便性和快速性。5.根据权利要求1所述的土壤重金属含量便携式快速检测仪，其特征是，根据环境因素能实现对采...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘晓峰，
申请(专利权)人：新昌县冠阳技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：