一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头及温度校正算法制造技术

本发明专利技术提供一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头及温度校正算法，其包括包覆部件，所述包覆部件为空心结构，所述包覆部件分为探测温度的探测区域和与外界部件连接的连接区域，温度探头的探测端位于探测区域，连接端位于连接区域，其特征在于，所述包覆部件为耐压金属材质制成的；使用钛合金制成的温度探头具有更好的耐压性能

【技术实现步骤摘要】
一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头及温度校正算法


[0001]本专利技术涉及深海
，特别涉及一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头及温度校正算法
。

技术介绍

[0002]水下伏安分析仪是一种在水下环境中进行电化学分析的重要仪器，它在海洋科学
、
环境监测
、
生物医学
、
能源开发等领域具有广泛的应用，主要用途包括溶液中物质的浓度测定
。
标准曲线定量方法是伏安分析仪的主要的定量分析方法，下面是该方法的介绍：
[0003]实验原理：伏安分析仪标准曲线定量方法基于法拉第电解定律，即电流与物质浓度之间存在一定的关系
。
该方法通常使用一个已知浓度的标准溶液来建立电流与浓度之间的关系，从而实现未知溶液中物质浓度的定量测量
。
[0004]标准曲线的建立：为建立标准曲线，首先制备一系列已知浓度的标准溶液
。
每个标准溶液都会进行伏安实验，记录相应的电流值
。
然后，根据所测得的电流值和标准溶液的浓度，绘制电流与浓度的标准曲线
。
通常，标准曲线是一条直线或曲线，可根据具体情况选择合适的拟合函数
。
[0005]测量未知溶液的浓度：一旦建立了标准曲线，就可以使用该曲线来测量未知溶液中物质的浓度
。
将未知溶液置于伏安分析仪中，测量相应的电流值
。
然后根据标准曲线，找到对应的电流值所对应的浓度，即可确定未知溶液中物质的浓度
。
[0006]然而，温度的变化对伏安分析结果产生了重要影响
。
由于标准曲线的建立，通常是在实验室恒温条件下完成，而水下环境的温度通常比室温更为复杂和不稳定，受到季节变化
、
深度变化
、
水流和局部温度梯度等多种因素的影响
。
这些温度变化直接影响电极反应的速率常数
、
扩散系数和电流响应，如果直接将水下环境测量得到的电流值，代入实验室恒温条件下建立的标准曲线来进行
。
[0007]因此，设计一种水下伏安分析仪的温度校正算法具有重要的研究意义
。
[0008]温度是影响电化学反应速率的重要因素之一
。
水下环境的温度通常比室温更为复杂和不稳定，受到季节变化
、
深度变化
、
水流和局部温度梯度等多种因素的影响
。
这些温度变化直接影响电极反应的速率常数
、
扩散系数和电流响应，从而导致伏安分析结果的偏差
。
通过引入温度校正装置和算法，可以实时监测和校正水温的影响，提高伏安分析结果的准确性和可靠性
。
[0009]目前国内尚无专用于深海伏安分析仪的耐压式温度探头及温度校正算法设计，这也是导致目前国内尚无可以长期水下原位工作的伏安分析仪产品的关键原因之一
。
[0010]现有水下伏安分析仪在温度校正方面存在一些缺失，这些缺失可能对分析结果产生重要影响
。
以下是一些常见的缺失及其可能的影响：
[0011]缺乏温度传感器和温度监测系统：许多传统的水下伏安分析仪没有集成温度传感器和监测系统，无法实时测量水温
。
在没有温度监测的情况下，无法准确了解水温的变化情况，从而无法进行温度校正
。
这会导致分析结果受到水温波动的影响，进而影响分析的准确
性和可靠性
。
[0012]忽略温度对电化学反应速率的影响：一些水下伏安分析仪忽略了温度对电化学反应速率的敏感性
。
在水下环境中，温度变化会直接影响电化学反应的速率常数和扩散系数，从而改变伏安分析的电流和电压响应
。
如果忽略这种影响，分析结果将受到温度变化的偏差，导致不准确的结果
。
[0013]缺乏温度校正算法和策略：即使有温度传感器和监测系统，一些水下伏安分析仪也缺乏有效的温度校正算法和策略
。
温度校正算法应该考虑到电化学反应速率随温度变化的非线性关系，并根据实时测量的温度数据对分析结果进行相应的校正
。
缺乏合适的算法和策略会导致无法准确校正温度影响，从而降低分析结果的准确性和可靠性
。
[0014]温度校正的人工干预和主观性：在一些情况下，水下伏安分析仪依赖于人工干预和主观判断来校正温度影响
。
这种方法容易受到操作者的主观因素和误差的影响，导致校正结果的不一致性和不可靠性
。
此外，人工干预也增加了分析过程的复杂性和工作量
。
[0015]这些缺失可能会导致水下伏安分析的准确性和可靠性下降，影响分析结果的正确性和可重复性
。
在水下环境中，温度的变化是一个重要而复杂的因素，忽略或不正确处理温度的影响将引入误差和偏差
。
因此，解决这些缺失并引入有效的温度校正装置和算法是至关重要的，以提高水下伏安分析的精确度和可靠性，并为相关领域的研究和应用提供更可靠的数据支持
。
[0016]综上所述，设计和研究水下伏安分析仪的温度校正装置和算法具有重要的研究意义和实际应用价值
。
它可以提高水下伏安分析的准确性
、
可靠性和自动化程度，促进水下电化学研究和应用的进展，并为相关领域的科学研究和工程应用提供更可靠的数据基础
。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的在于解决现有技术中的尚无专用于深海伏安分析仪的耐压式温度探头的技术问题
。
[0018]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头，其包括：包覆部件，所述包覆部件为空心结构，所述包覆部件分为探测温度的探测区域和与外界部件连接的连接区域，温度探头的探测端位于探测区域，连接端位于连接区域，其特征在于，所述包覆部件为耐压金属材质制成的
。
[0019]进一步，所述制造包覆部件的耐压金属为钛合金
。
[0020]一种水下伏安分析仪，包括耐压控制腔体，设置在所述耐压控制腔体内的控制机构，与所述控制机构电连接用于测量海水中物质溶度的伏安测量模块，所述伏安测量模块具有进样端和出样端，输出端与所述伏安测量模块进样端连接的进样水泵，所述温度探头固定连接在所述耐压控制腔体的一端并与所述控制机构电连接，控制机构根据温度探头实时测量的温度数据对分析结果进行相应的校正
。
[0021]进一步，所述耐压控制腔包括圆柱形的壳体和密封设置在壳体端部的端盖，所述端盖为钛合金材质制成的
。
[0022]进一步，所述端盖上开设有与所述壳体内部连通的通孔，所述温度探头设置在通孔中，所述通孔具有与所述温度探头的探测端对应并与外界相连的第一部分和与所述温度探头的连接端对应并与壳体内部相连的第二部分，所述第二部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水下伏安分析仪用耐压式温度探头，包括包覆部件，所述包覆部件为空心结构，所述包覆部件分为探测温度的探测区域和与外界部件连接的连接区域，温度探头的探测端位于探测区域，连接端位于连接区域，其特征在于，所述包覆部件为耐压金属材质制成的
。2.
根据权利要求1所述的水下伏安分析仪用耐压式温度探头，其特征在于，所述制造包覆部件的耐压金属为钛合金
。3.
一种具有权利要求2所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，包括耐压控制腔体，设置在所述耐压控制腔体内的控制机构，与所述控制机构电连接用于测量海水中物质溶度的伏安测量模块，所述伏安测量模块具有进样端和出样端，输出端与所述伏安测量模块进样端连接的进样水泵，所述温度探头固定连接在所述耐压控制腔体的一端并与所述控制机构电连接，控制机构根据温度探头实时测量的温度数据对分析结果进行相应的校正
。4.
根据权利要求3所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，所述耐压控制腔包括圆柱形的壳体和密封设置在壳体端部的端盖，所述端盖为钛合金材质制成的
。5.
根据权利要求4所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，所述端盖上开设有与所述壳体内部连通的通孔，所述温度探头设置在通孔中，所述通孔具有与所述温度探头的探测端对应并与外界相连的第一部分和与所述温度探头的连接端对应并与壳体内部相连的第二部分，所述第二部分与所述温度探头的连接端螺纹连接
。6.
根据权利要求5所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，所述第一部分灌封有灌封胶，灌封胶从第一部分位于端盖外的一侧向第一部分内灌封
。7.
根据权利要求6所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，所述第一部分与外界相连的一端的边缘处开设有楔形的倒斜角
。8.
根据权利要求7所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，第一部分包括引导段和填充段，所述引导段一端与所述第二部分连接，所述引导段另一端与所述填充段的一端连接，所述填充段的另一端与所述倒斜角的小径端连接，所述填充段的直径大于所述温度探头测量端的直径，以形成供所述灌封胶填充的缝隙，所述引导段的直径小于所述填充段的直径，所述填充段与所述引导段之间连接有楔形的过渡段
。9.
根据权利要求4所述的耐压式温度探头的水下伏安分析仪，其特征在于，所述端盖上开设有与所述壳体内部连通的通孔，所述温度探头设置在通孔中，所述通孔具有与所述温度探头的连接端对应并与外界相连的第一部分和与壳体内部相连的第二部分，所述第一部分与所述温度探头的连接端螺纹连接，所述第二部分内密封设置有密封件，以提高耐压控制腔体的密封性，温度探头内设置有信号发送装置，控制腔体内设置有信号接收装置，信号发送装置通过信号接收装置与控制机构电连接，温度探头发出的电磁信号可透过密封件向控制机构传输
。10.
一种水下伏安分析仪温度校正算法，此算法基于权利要求3‑9任意一项所述的水下伏安分析仪，其特征在于，包括如下步骤：假设
SWASV
峰值电流与扩散系数成正比，扩散系数
D
的温度依赖性由
Arrhenius
方程给出：
其中
D
为扩散系数，
D0为最大扩散系数
(
与温度无关
)
，
E
a
为扩散过程的活...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，张健，赵玉成，宁扬，王汉鹏，张君宇，朱云海，许珂伟，王玫怡，金波，李德俊，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：