本申请涉及光电化学技术领域，具体涉及一种便携式光电重金属离子检测装置，包括通过导线连接的光电化学反应装置和数据检测控制装置，光电化学反应装置包括盛放检测液体的石英反应池及其保护外壳以及保护盖，保护盖底部设置有穿过保护盖底座的工作电极、对电极以及参比电极，工作电极上设置有承载底座、电极夹片以及固定锁紧件用于固定进行光电反应的光电反应检测玻片；数据检测控制装置包括指令输入模块、信号处理模块以及显示模块，用于接收光电化学反应装置的电流，根据用户的输入指令处理得到检测结果显示在显示模块上。本申请能有效检测出水体中各种重金属的含量，具有测量精度高、实时性强，体积小巧可便携、操作简单等优点。点。点。
【技术实现步骤摘要】
便携式光电重金属离子检测装置
[0001]本技术涉及光电化学
，具体为一种便携式光电重金属离子检测装置。
技术介绍
[0002]由重金属(比重大于5g/cm3的金属元素)或其化合物造成的环境污染称为重金属污染，主要是指Pb、Cd、Hg、Cr、Cu以及类金属砷等重金属的污染。重金属污染物在自然环境中十分难降解，并且会在动、植物体内累积，通过食物链逐步富集，浓度不断增加，其不可逆转性、长期性及毒性可变性等，给环境和人类健康构成严重威胁。为了有效防治重金属污染，水体重金属污染防治工作已被纳入国家科技重大专项进行攻关。
[0003]传统的重金属检测方法如络合滴定法、原子光谱法、分光光度法和电化学分析法等大都采用单一光学或电学信号对金属离子进行检测，无法有效解决复杂环境水样的背景干扰问题，不利于重金属污染的准确性评估。光电化学是指在光的照射下，光被金属或半导体电极材料吸收，或被电极附近溶液中的反应剂吸收，能量积累或促使电极反应发生，体现为光能与电能和化学能的转换，例如光电子发射；光电化学电池的光电转化；电化学发光等。
[0004]传统的光电化学检测装置较为单一，大部分的检测方式就是将光谱设备和电化学仪器简单组合构成光电化学检测平台。这种检测装置操作较为复杂，检测设备昂贵复杂，占地面积大，不方便移动，检测信号易受环境因素的干扰且不能适时地检测到所需要的数据。同时，这种检测装置的检测方法较为繁琐，需要采集样品送至实验室检测，可能使得检测结果准确度下降，而且检测环境的变化也会影响到检测信号的精准性。因此，如何基于光电化学原理，实现高精度、快速、低成本地检测溶液中的重金属离子是亟需解决的一个技术问题。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种便携式光电重金属离子检测装置，该装置由可见光激发，具有结构简单、方便检测、测量精度高、实时性强、可便携式等优点。
[0006]为实现上述专利技术的目的，本申请提供了一种便携式光电重金属离子检测装置，包括光电化学反应装置(1)和数据检测控制装置(2)；其中，所述光电化学反应装置(1)包括石英反应池 (11)、工作电极(12)、对电极(13)、参比电极(14)、保护外壳(15)以及保护盖(16)；所述数据检测控制装置(2)包括指令输入模块(21)、信号处理模块(22)以及显示模块(23)；
[0007]所述石英反应池(11)固定于所述保护外壳(15)中部用于盛放待检测液体，所述石英反应池(11)与所述保护外壳(15)均由可透光材料制成；所述保护盖(16)的中部设有空腔，保护盖 (16)的底部扣置于石英反应池(11)和保护外壳(15)顶部开口上方且底部设有
三个使保护盖 (16)的空腔与下方连通的用于分别穿置各电极的通孔；所述工作电极(12)、所述对电极(13) 以及所述参比电极(14)的上部固定安装于保护盖(16)的空腔中，下端分别穿过对应通孔伸到保护盖(16)的底部下方，且当所述保护盖(16)盖在所述保护外壳(15)上方时，所述工作电极 (12)、所述对电极(13)以及所述参比电极(14)的下端均伸入所述石英反应池(11)内部以便与待检测液体接触，所述工作电极(12)、所述对电极(13)以及所述参比电极(14)的上端分别通过设于所述保护盖(16)顶端的导线接口与信号处理模块(22)相连接用于传输感应电流信号；所述工作电极(12)底部设置有承载底座(121)、电极夹片(122)、活动夹设在电极夹片(122) 与所述承载底座(121)之间的光电反应检测玻片(124)以及连接于承载底座(121)、电极夹片 (122)之间的用于使电极夹片(122)与承载底座(121)夹紧固定住中间的光电反应检测玻片 (124)的固定锁紧件(123),所述光电反应检测玻片(124)的表面设有能在光线照射下与待检测液体进行光电反应的光电感应膜层；
[0008]所述指令输入模块(21)与所述信号处理模块(22)进行连接，用于接收用户的检测指令并发送给所述信号处理模块(22)；所述信号处理模块(22)能根据接收的用户的检测指令对工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)传输的电流信号进行处理得到检测结果；所述显示模块(23)与所述信号处理模块(22)进行连接，用于根据所述信号处理模块(22)的输出显示检测结果。
[0009]进一步地，所述信号处理模块(22)包括I/V转换电路(221)、滤波放大电路(222)、存储模块(223)以及主控制器(224)；
[0010]所述I/V转换电路(221)通过导线与工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)连接接收所述光电化学反应装置(1)产生的电流信号，并与所述滤波放大电路(222)连接，用于将工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)感应的电流转换为电压信号并发送给所述滤波放大电路(222)；
[0011]所述滤波放大电路(222)与所述主控制器(224)进行连接，用于将所述电压信号滤波并增强后发送给所述主控制器(224)；
[0012]所述存储模块(223)与所述主控制器(224)进行连接，用于存储检测数据；
[0013]所述主控制器(224)分别与所述指令输入模块(21)以及所述显示模块(23)连接，用于根据用户的控制指令对所述滤波放大电路(222)处理后的电压信号数据进行处理并将检测结果发送给所述显示模块(23)。
[0014]进一步地，所述主控制器(224)采用型号为STC15W4K16S4的微处理器。
[0015]进一步地，所述I/V转换电路(221)包括第一电阻(R1)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第四电容(C4)、第一滑动电位器(RP1)、第二滑动电位器(RP2)、第一稳压二极管(DZ1)、第一放大器(U1A)以及第二放大器(U1B)；所述第一电阻(R1)的一端分别与工作电极接口(P1)、参比电极接口(P2)、对电极接口(P3)、所述第四电阻(R4)的一端以及所述第四电容(C4)的一端连接，所述第一电阻(R1)的另一端与所述第一放大器(U1A)的正极输入端连接；所述第四电阻(R4)的另一端接地，并且分别与第四电容(C4)的另一端、所述第五电阻(R5)的一端、所述第七电阻(R7)的一端以及所述第一稳压二极管(DZ1)的一端连接；所述第一稳压二极管(DZ1)的另一端接+5V电源，并且与所述第二滑动电位器(RP2)的一端连接；所述第二滑动电位器(RP2)的另一端与所述第七电阻 (R7)的另一端连接，所述第二滑动电位器(RP2)的滑动调节端与所述第
八电阻(R8)的一端连接；所述第八电阻(R8)的另一端分别与所述第五电阻(R5)的另一端、所述第一放大器(U1A)的负极输入端、所述第六电阻(R6)的一端连接；所述第六电阻(R6)的另一端与所述第一滑动电位器 (RP1)的一端、所述第一滑动电位器(RP1)的滑动端连接；所述第一滑动电位器(RP1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式光电重金属离子检测装置，其特征在于：包括光电化学反应装置(1)和数据检测控制装置(2)；其中，所述光电化学反应装置(1)包括石英反应池(11)、工作电极(12)、对电极(13)、参比电极(14)、保护外壳(15)以及保护盖(16)；所述数据检测控制装置(2)包括指令输入模块(21)、信号处理模块(22)以及显示模块(23)；所述石英反应池(11)固定于所述保护外壳(15)中部用于盛放待检测液体，所述石英反应池(11)与所述保护外壳(15)均由可透光材料制成；所述保护盖(16)的中部设有空腔，保护盖(16)的底部扣置于石英反应池(11)和保护外壳(15)顶部开口上方且底部设有三个使保护盖(16)的空腔与下方连通的用于分别穿置各电极的通孔；所述工作电极(12)、所述对电极(13)以及所述参比电极(14)的上部固定安装于保护盖(16)的空腔中，下端分别穿过对应通孔伸到保护盖(16)的底部下方，且当所述保护盖(16)盖在所述保护外壳(15)上方时，所述工作电极(12)、所述对电极(13)以及所述参比电极(14)的下端均伸入所述石英反应池(11)内部以便与待检测液体接触，所述工作电极(12)、所述对电极(13)以及所述参比电极(14)的上端分别通过设于所述保护盖(16)顶端的导线接口与信号处理模块(22)相连接用于传输感应电流信号；所述工作电极(12)底部设置有承载底座(121)、电极夹片(122)、活动夹设在电极夹片(122)与所述承载底座(121)之间的光电反应检测玻片(124)以及连接于承载底座(121)、电极夹片(122)之间的用于使电极夹片(122)与承载底座(121)夹紧固定住中间的光电反应检测玻片(124)的固定锁紧件(123),所述光电反应检测玻片(124)的表面设有能在光线照射下与待检测液体进行光电反应的光电感应膜层；所述指令输入模块(21)与所述信号处理模块(22)进行连接，用于接收用户的检测指令并发送给所述信号处理模块(22)；所述信号处理模块(22)能根据接收的用户的检测指令对工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)传输的电流信号进行处理得到检测结果；所述显示模块(23)与所述信号处理模块(22)进行连接，用于根据所述信号处理模块(22)的输出显示检测结果。2.根据权利要求1所述的便携式光电重金属离子检测装置，其特征在于：所述信号处理模块(22)包括I/V转换电路(221)、滤波放大电路(222)、存储模块(223)以及主控制器(224)；所述I/V转换电路(221)通过导线与工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)连接接收所述光电化学反应装置(1)产生的电流信号，并与所述滤波放大电路(222)连接，用于将工作电极(12)、对电极(13)以及参比电极(14)感应的电流转换为电压信号并发送给所述滤波放大电路(222)；所述滤波放大电路(222)与所述主控制器(224)进行连接，用于将所述电压信号滤波并增强后发送给所述主控制器(224)；所述存储模块(22...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾慧慧，张飞，胡子健，彭欢，黄超越，易永江，刘芳，
申请(专利权)人：萍乡学院，
类型：新型
国别省市：
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