【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学传感器领域，具体为在线电化学测量水分析物的方法和装置。
技术介绍
1、电化学传感器已被广泛用于测量多种水质参数，常见的电化学传感器方法是安培法，由于传感器装置中的电极结垢或工作电极的表面特性发生变化，工作电极和对电极会逐渐失去灵敏度或钝化，无法感应目标分析物；处理电极结垢的常见方法是使用膜来保护电极，但是时间过长膜会被污垢、无机物和有机物拉伸和弄脏，必须经常更换；激活序列是众所周知的安培传感器方法，用于解决膜电极反应时间慢和裸电极的电极结垢问题；使用激活序列的常见问题是，由于电压波动，工作电极表面的双电层会发生变化，同时，使用的工作电压不同以及只能测量一种分析物；
2、因此，人们急需在线电化学测量水分析物的方法和装置来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供在线电化学测量水分析物的装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、在线电化学测量水分析物的方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、电化学传感器的运行周期包括循环伏安清洁周期和测量周期；测量周期前后的循环伏安清洁周期的数量、测量周期的测量频率及测量周期的持续时间，根据用户需求进行调整；
5、循环伏安清洁周期，用于电极激活，并且在每次测量之前和之后制备稳定的电化学表面，而无需因双层效应而增加稳定时间，并增加测量周期的长度以提高测量精度，从而提高过程仪器在线电化学测量的稳定性；循环伏
6、s2、根据待测量水的水质条件和待分析物，设置电化学传感器在循环伏安清洁周期内，施加在工作电极和参比电极之间的变化电压的参数，所述参数包括最小电压、最大电压、起始电压、终止电压、扫描速率及扫描速度；测量并记录电化学传感器在循环伏安清洁周期内，每个电压阶跃下工作电极和对电极之间产生的所有瞬时电流；
7、s3、根据待测量水的水质条件和待分析物，设置电化学传感器在测量周期内，施加在工作电极和参比电极之间的恒定电压，并测量电化学传感器在测量周期内，在工作电极和对电极之间产生的电流；将待分析物的浓度为0时，电化学传感器在测量周期内的测量电流，作为基线电流；
8、s4、利用最小二乘法，用指数函数对电化学传感器在当前测量周期内的测量电流进行滤波并建模，并使用多项式函数滤波将指数函数滤波后的数据与前一测量周期内的数据漂移进行拟合，获取拟合的指数曲线；从当前运行测量期间内的测量电流中减去拟合的指数曲线，获取滤波后的测量电流；根据滤波后的测量电流，对后一测量周期内的测量电流进行预测；
9、s5、实时电化学传感器在测量周期内的测量电流结合基线电流，确认待分析物的浓度。
10、根据上述技术方案，所述步骤s1的具体过程如下：
11、根据用户需求，测量周期前后的循环伏安清洁周期的数量设置n1，n1是自然数；测量周期的测量频率设置为z1，z1是正整数；测量周期的持续时间设置为z2，z2是正整数；所述测量周期的测量频率和所述测量周期的持续时间的设置均可改变为不同的时间单位。
12、根据上述技术方案，所述步骤s2的具体过程如下：
13、s2-1、根据待测量水的水质条件和待分析物，设置电化学传感器在测量周期内，施加在工作电极和参比电极之间的变化电压的参数，设置最小电压为q1，q1是有理数；设置最大电压为q2，q2是有理数且q2＞q1；设置起始电压为q3，q3是有理数且q3∈[q1，q2]；设置终止电压为q4，q4是有理数且q4＝q3；设置扫描速率为q5，q5是有理数；设置扫描速度为q6，q6是有理数；
14、s2-2、测量并记录电化学传感器在循环伏安清洁周期内，每个电压阶跃下工作电极和对电极之间产生的所有瞬时电流；
15、瞬时电流是循环伏安清洁周期会产生干扰电流，后续的滤波和预测是为了消除此干扰。
16、根据上述技术方案，所述步骤s3的具体过程如下：
17、s3-1、根据待测量水的水质条件和待分析物，将电化学传感器在测量周期内，施加在工作电极和参比电极之间的恒定电压设置为q7，q7是有理数且q7＝q4，并测量在工作电极和对电极之间产生的电流；
18、s3-2、将待分析物的浓度为0时，电化学传感器在测量周期内的测量电流，作为基线电流，记为i_base。
19、根据上述技术方案，所述步骤s4的具体过程如下：
20、s4-1、将电化学传感器在当前测量周期内的测量电流，记为i1t，利用最小二乘法，用指数函数对i1t进行滤波，记为i2t，对i2t建立模型；
21、s4-2、使用多项式函数滤波将i2t与前一测量周期内的数据漂移进行拟合，记为i3t，对i3t建立模型获取拟合的指数曲线；
22、s4-3、从i2t的建模中减去拟合的指数曲线，获取滤波后的测量电流的模型，通过滤波后的测量电流的模型，获取滤波后的测量电流，记为i4t；
23、通过滤波消除循环伏安清洁期间和之后双层电容器充电的影响；
24、s4-5、根据滤波后的测量电流，对后一测量周期内的测量电流进行预测，使用公式如下：
25、ft+1＝α*i4t+(1+α)*ft；
26、其中，ft+1表示预测的后一测量周期内的测量电流；α表示权重且α∈[0,1]；ft表示预测的当前测量周期内的测量电流；
27、进行测量电流的预测，一方面是为了消除循环伏安清洁周期会产生的干扰电流，为了降低后续测量带来的数据波动。
28、根据上述技术方案，所述步骤s5的具体过程如下：
29、根据i4t减去i_base，根据下列公式确认待分析物的浓度：
30、c＝slope*(i4t-i_base)；
31、其中，c表示待分析物的浓度；slope表示关系参数。
32、在线电化学测量水分析物的装置，该装置包括两种不同类型的装置，一种类型是单工作电极的装置，另一种类型是多工作电极的装置
33、根据上述技术方案，所述单工作电极的装置包括orp电极、第一接液、ph球泡、电极支架、工作电极、对电极、第二接液、外壳及电缆连接器；
34、参比电极是连接到ag/agcl的毛细管；相比对电极电极而言，工作电极的尺寸应该与其相同或更小。
35、根据上述技术方案，所述多工作电极的装置包括第一工作电极、第一接液、ph球泡、电极支架、第二工作电极、对电极、第二接液、外壳及电缆连接器。
36、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
37、本专利技术应用循环伏安清洁周期，在测量之间保持稳定的电极电化学表面，从而延长了电化学传感器的测量寿命，并提高了其测量的稳定性，最大程度地降低了不同应用中电极钝化的可能性；并且在测量时使用恒定电压以及能够在一个传感器单元内使用一个或以上的工作电极，同本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤S1的具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤S2的具体过程如下：
4.根据权利要求3所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤S3的具体过程如下：
5.根据权利要求4所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤S4的具体过程如下：
6.根据权利要求5所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤S5的具体过程如下：
7.在线电化学测量水分析物的装置，如使用权利要求1-6中任一项所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：该装置包括两种不同类型的装置，一种类型是单工作电极的装置，另一种类型是多工作电极的装置。
8.根据权利要求7所述的在线电化学测量水分析物的装置，其特征在于：所述单工作电极的装置包括ORP电极(1)、第一接液(2)、pH球泡(3)、电极支架(4)、工作电
9.根据权利要求7所述的在线电化学测量水分析物的装置，其特征在于：所述多工作电极的装置包括第一工作电极(11)、第一接液(12)、pH球泡(13)、电极支架(14)、第二工作电极(15)、对电极(16)、第二接液(17)、外壳(19)及电缆连接器(20)。
...【技术特征摘要】
1.在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤s1的具体过程如下：
3.根据权利要求2所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤s2的具体过程如下：
4.根据权利要求3所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤s3的具体过程如下：
5.根据权利要求4所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤s4的具体过程如下：
6.根据权利要求5所述的在线电化学测量水分析物的方法，其特征在于：所述步骤s5的具体过程如下：
7.在线电化学测量水分析物的装置，如使用权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖才斌，魏伟，邓欢，李辉，
申请(专利权)人：常州罗盘星检测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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