检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置及方法。该装置包括计算机、电化学工作站、多路数据选择器和检测机构，检测机构包括底座，底座上设有液体容器、第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件包括位于液体容器上方的横梁以及用于驱动横梁升降的第一升降器，横梁下表面可拆卸连接有对电极、参比电极，第二检测组件包括位于液体容器上方的导轨、可沿导轨滑动的滑块、用于驱动导轨升降的第二升降器以及用于驱动滑块滑动的驱动模块，滑块位于导轨前侧，滑块下表面可拆卸连接有第一工作电极、第二工作电极和第三工作电极。本发明专利技术能够快速准确的检测出葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液的浓度，结构简单，操作简便。

【技术实现步骤摘要】
检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置及方法
本专利技术涉及溶液浓度检测
，尤其涉及一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置及方法。
技术介绍
糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。按分子结构可将糖类分为单糖、二糖和多糖。糖类是自然界中分布最广泛的有机化合物之一，在这些糖类中，葡萄糖、果糖和蔗糖又是最为常见的。现有检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液的浓度的检测方法有仪器分析检测法和化学检测法，仪器分析检测法虽然操作简单，但是存在设备体积大、费用昂贵、检测精度低的缺陷；化学检测法存在操作繁琐，重复性差的不足。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置及方法，其能够快速准确的检测出葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液的浓度，结构简单，操作简便。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，包括计算机、电化学工作站、多路数据选择器和检测机构，所述检测机构包括底座，所述底座上设有液体容器、第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件包括位于液体容器上方的横梁以及用于驱动横梁升降的第一升降器，所述横梁下表面可拆卸连接有对电极、参比电极，所述第二检测组件包括位于液体容器上方的导轨、可沿导轨滑动的滑块、用于驱动导轨升降的第二升降器以及用于驱动滑块滑动的驱动模块，所述滑块位于导轨前侧，所述滑块下表面可拆卸连接有第一工作电极、第二工作电极和第三工作电极，所述第一工作电极为铜片电极，所述第二工作电极为泡沫镍电极，所述第三工作电极为铜膜电极，所述多路数据选择器的三个输入端分别与第一工作电极、第二工作电极、第三工作电极电连接，所述电化学工作站分别与多路数据选择器的输出端、对电极、参比电极电连接，所述计算机分别与电化学工作站、第一升降器、第二升降器、驱动模块、多路数据选择器的控制端电连接。在本方案中，检测时，将待测混合溶液注入液体容器，滑块滑动使第一工作电极位于液体容器正上方，第一升降器带动横梁下降使得对电极、参比电极插入待测混合溶液，第二升降器带动导轨下降使得第一工作电极插入待测混合溶液，此时第二工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第一工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第一工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I1(t)，t为时间，将电流变化曲线I1(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y1；接着，第二升降器带动导轨上升将第一工作电极移出液体容器，滑块滑动使得第二工作电极位于液体容器正上方，第二升降器带动导轨下降使得第二工作电极插入待测混合溶液，此时第一工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第二工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第二工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I2(t)，将电流变化曲线I2(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y2；同理将第三工作电极插入待测混合溶液，第一工作电极、第二工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第三工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第三工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I3(t)，将电流变化曲线I3(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y3；计算机将特征值y1、特征值y2、特征值y3代入浓度检测模型：其中，A1、A2、A3、B1、B2、B3、D1、D2、D3、E1、E2、E3都为已知系数；X1为混合溶液中葡萄糖浓度，X2为混合溶液中果糖浓度，X3为混合溶液中蔗糖浓度；计算得到混合溶液中的葡萄糖浓度X1、果糖浓度X2、蔗糖浓度X3。本方案将铜片电极、泡沫镍电极、铜膜电极分别作为工作电极与同样的对电极、参比电极配合对同一个葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液进行CV测试会得到三种不同的响应电流，根据三种不同的响应电流分别计算出对应的特征值，代入浓度检测模型计算出混合溶液中的葡萄糖浓度、果糖浓度、蔗糖浓度，结构简单，操作简便，能够快速准确的检测出葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液的浓度。作为优选，所述横梁与导轨相互平行。作为优选，所述第一工作电极、第二工作电极和第三工作电极从左至右排列成一条直线。作为优选，所述液体容器内设有液位传感器，所述液位传感器与计算机电连接。液位传感器检测液体容器内的液位高度，计算机根据液位高度、工作电极需插入待测混合溶液的深度计算出导轨需下降的高度。作为优选，所述对电极为铂电极，所述参比电极为Ag/AgCl电极。本专利技术的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法，用于上述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，包括以下步骤：S1：将待测混合溶液注入液体容器，将对电极、参比电极插入待测混合溶液，将第一工作电极插入待测混合溶液，第二工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第一工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第一工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I1(t)，t为时间，将电流变化曲线I1(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y1；S2：将第二工作电极插入待测混合溶液，第一工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第二工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第二工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I2(t)，将电流变化曲线I2(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y2；S3：将第三工作电极插入待测混合溶液，第一工作电极、第二工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第三工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第三工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I3(t)，将电流变化曲线I3(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值y3；S4：将特征值y1、特征值y2、特征值y3代入浓度检测模型：其中，A1、A2、A3、B1、B2、B3、D1、D2、D3、E1、E2、E3都为已知系数；X1为混合溶液中葡萄糖浓度，X2为混合溶液中果糖浓度，X3为混合溶液中蔗糖浓度；计算得到混合溶液中的葡萄糖浓度X1、果糖浓度X2、蔗糖浓度X3。作为优选，所述步骤S1中计算机接收到电流变化曲线Im(t)后计算出对应特征值ym的方法，m＝1～3，包括以下步骤：N1：计算得到电流电压比函数V(t)为CV测试中的电压变化曲线；N2：将电流电压比函数s(t)输入非线性动力学模型：其中，x为动态参数，H、Q为调整实参数，η(t)为承载激励信号，P为承载激励信号的强度，in(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，包括计算机(1)、电化学工作站(2)、多路数据选择器(3)和检测机构，所述检测机构包括底座(4)，所述底座(4)上设有液体容器(5)、第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件包括位于液体容器(5)上方的横梁(6)以及用于驱动横梁(6)升降的第一升降器(7)，所述横梁(6)下表面可拆卸连接有对电极(8)、参比电极(9)，所述第二检测组件包括位于液体容器(5)上方的导轨(10)、可沿导轨(10)滑动的滑块(11)、用于驱动导轨(10)升降的第二升降器(12)以及用于驱动滑块(11)滑动的驱动模块(16)，所述滑块(11)位于导轨(10)前侧，所述滑块(11)下表面可拆卸连接有第一工作电极(13)、第二工作电极(14)和第三工作电极(15)，所述第一工作电极(13)为铜片电极，所述第二工作电极(14)为泡沫镍电极，所述第三工作电极(15)为铜膜电极，所述多路数据选择器(3)的三个输入端分别与第一工作电极(13)、第二工作电极(14)、第三工作电极(15)电连接，所述电化学工作站(2)分别与多路数据选择器(3)的输出端、对电极(8)、参比电极(9)电连接，所述计算机(1)分别与电化学工作站(2)、第一升降器(7)、第二升降器(12)、驱动模块(16)、多路数据选择器(3)的控制端电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，包括计算机(1)、电化学工作站(2)、多路数据选择器(3)和检测机构，所述检测机构包括底座(4)，所述底座(4)上设有液体容器(5)、第一检测组件和第二检测组件，所述第一检测组件包括位于液体容器(5)上方的横梁(6)以及用于驱动横梁(6)升降的第一升降器(7)，所述横梁(6)下表面可拆卸连接有对电极(8)、参比电极(9)，所述第二检测组件包括位于液体容器(5)上方的导轨(10)、可沿导轨(10)滑动的滑块(11)、用于驱动导轨(10)升降的第二升降器(12)以及用于驱动滑块(11)滑动的驱动模块(16)，所述滑块(11)位于导轨(10)前侧，所述滑块(11)下表面可拆卸连接有第一工作电极(13)、第二工作电极(14)和第三工作电极(15)，所述第一工作电极(13)为铜片电极，所述第二工作电极(14)为泡沫镍电极，所述第三工作电极(15)为铜膜电极，所述多路数据选择器(3)的三个输入端分别与第一工作电极(13)、第二工作电极(14)、第三工作电极(15)电连接，所述电化学工作站(2)分别与多路数据选择器(3)的输出端、对电极(8)、参比电极(9)电连接，所述计算机(1)分别与电化学工作站(2)、第一升降器(7)、第二升降器(12)、驱动模块(16)、多路数据选择器(3)的控制端电连接。


2.根据权利要求1所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，所述横梁(6)与导轨(10)相互平行。


3.根据权利要求2所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，所述第一工作电极(13)、第二工作电极(14)和第三工作电极(15)从左至右排列成一条直线。


4.根据权利要求1或2或3所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，所述液体容器(5)内设有液位传感器(17)，所述液位传感器(17)与计算机(1)电连接。


5.根据权利要求1或2或3所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，所述对电极(8)为铂电极，所述参比电极(9)为Ag/AgCl电极。


6.一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法，用于权利要求1所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待测混合溶液注入液体容器，将对电极、参比电极插入待测混合溶液，将第一工作电极插入待测混合溶液，第二工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触，多路数据选择器将第一工作电极与电化学工作站连通，电化学工作站通过第一工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试，检测得到电流变化曲线I1(t)，t为时间，将电流变化曲线I1(t)输入计算机，计算机计算出对应特征值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱权，蒋晨豪，梅正昊，宁景苑，惠国华，易晓梅，郜园园，张建锋，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33