【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学工作站，尤其涉及一种便携式电化学工作站及其检测方法。
技术介绍
1、电化学工作站是电化学测量系统的简称，是电化学定性、定量研究常用的测量仪器。电化学检测技术通常利用分析物自身的电化学特性或者敏感元件与分析物的特定反应产生相应的电化学信号，再通过相应的传感器件将此响应信号转变为可被识别与检测的电信号进行分析和处理。目前，电化学检测技术因其精度高、重复性好、成本低、操作简单等优点，被广泛用于各个领域的定性、定量检测中。
2、目前电化学工作站从用途来划分可分为商用方案和专有设计方案两类。前者往往具备多种电化学测量方法、精度高、稳定性好，但代价是牺牲便携性，并且其内部结构对于使用者来说是一个“黑匣子”；后者则更加注重便携性或集中在特定功能，同时大多提供开源的设计方案。可穿戴电化学工作站即是电化学工作站专有设计的一种。
3、现有技术一
4、市场上一款型号为ch660e的桌面级电化学工作站。其技术特点如下：
5、1.高精度传感器和控制系统：使用精密的电极和传感器，能够实时监测电位、电流和其他电化学参数。
6、2.稳定的电源供给：提供稳定的电流和电压输出，确保实验和测试的可重复性和准确性。
7、3.数据采集与分析软件：配备强大的数据采集和分析软件，能够实时记录和分析电化学实验数据，支持数据可视化和后续处理。
8、4.多功能操作界面：提供用户友好的操作界面，允许用户设定实验参数、监控实时数据，并进行实验过程的追踪和调整。
9、5.
10、现有技术一的缺陷如下：
11、1.体积和重量大：桌面级电化学工作站通常体积较大，重量较重，不便于携带和移动，限制了其在场地有限或需要移动操作的环境中的应用。
12、2.功耗较高：为了保证高精度和稳定性，桌面级设备通常需要较高的功耗，导致能源消耗增加，不利于长时间持续工作或移动应用的需求。
13、3.成本较高：高精度和复杂的设计使得桌面级电化学工作站成本较高，不利于大规模推广和普及化应用。
14、4.环境适应性差：桌面级设备通常设计用于稳定的室内环境，对于恶劣的外部环境(如高温、潮湿或振动较大的环境)适应性较差，易受外界环境影响。
15、现有技术二
16、一些正在研发中的可穿戴电化学系统，这些系统的技术特点如下：
17、1.小型化设计：可穿戴电化学系统设计紧凑，体积小，便于佩戴和移动，适合在不同场合进行实时监测和分析。
18、2.低成本制造：利用先进的微纳技术，可穿戴系统制造成本相对较低，有助于大规模生产和应用推广。
19、3.便携性：设备轻便，易于携带，适合户外、移动环境和个人使用场景。
20、4.实时监测能力：能够实时检测电化学参数，如电位、电流等，提供即时数据分析和反馈。
21、现有技术二的缺陷如下:
22、1.检测模式单一：大多数系统仅支持单一检测模式，如仅能检测一种特定电化学参数，缺乏多功能化的检测能力。
23、2.稳定性差：由于设计的复杂性和微型化，部分系统稳定性较差，容易受到外界环境的影响，导致数据准确性和可靠性问题。
24、3.不支持多通道检测：缺乏多通道检测功能，限制了同时监测多种电化学参数或多样本的能力，影响其在复杂实验或现场监测中的应用。
25、4.检测电压范围有限：由于小型化设计和技术限制，部分系统的检测电压范围较窄，不能满足某些特定实验需求或应用场景。
技术实现思路
1、为了克服或缓解以上一个或多个技术问题，本专利技术目的是提供一种便携式电化学工作站及其检测方法，其具有便携化、低功耗、高环境适应性；检测方法采用了多通道独立检测，以适应各种移动操作和限制空间的应用需求。
2、本专利技术提供了如下的技术方案：
3、一方面，本专利技术提供了一种便携式电化学工作站，其包括：微处理器，所述微处理器包括主处理器和蓝牙模块，所述主处理器用于执行控制和计算任务；所述蓝牙模块支持蓝牙协议，用于与上位机无线通信，进行数据传输和设备配对，其与所述主处理器通过串口相连；模拟前端模块，所述模拟前端模块用于处理和放大来自数模转换器的电压信号和三电极系统的传感器电极的模拟信号，扩大输出电压范围和确保信号的质量和准确性；所述数模转换器用于将所述主处理器传输的数字信号转换为模拟信号，且向所述模拟前端模块提供偏置电压，与所述主处理器通过spi连接；模数转换器，所述模数转换器用于将所述模拟前端模块传输的模拟信号转换为数字信号，供主处理器进行分析和处理，且采集经所述模拟前端模块放大和变换后的电流，与主处理器通过spi连接；模拟开关模块，所述模拟开关模块用于控制所述模拟前端模块的模拟信号的路径和开关，允许信号在不同组件之间切换，以实现不同灵敏度的测量，与主处理器通过gpio连接；电源管理模块，所述电源管理模块用于为各个模块提供稳定的电源，调节电压和电流。
4、根据一些实施方式，所述主处理器的型号选自stm32l432。
5、根据一些实施方式，所述蓝牙模块型号选自ch582f。
6、根据一些实施方式，所述模拟前端模块的运算放大器的型号选自opa4197；
7、根据一些实施方式，所述模数转换器的型号选自ads1256；所述数模转换器的型号选自dac8568。
8、根据一些实施方式，所述电源管理模块包括电池充电管理电路、锂电池和电池/usb供电切换电路，所述电池/usb供电切换电路输出5v电压，分别连接至5v/3.3v变换电路、5v稳压电路和5v/±15v产生电路；
9、根据一些实施方式，所述电池充电管理电路的型号选自top4056；所述5v/3.3v变换电路的型号选自sgm2036；所述5v稳压电路的型号选自mt3608l；所述5v/±15v产生电路的型号选自mt3608l、tps7a4901和tps7a3001。
10、另一方面，本专利技术还提供了一种上述便携式电化学工作站的检测方法，其包括如下步骤：
11、s1:初始化：所述主处理器向所述数模转换器、所述模数转换器、所述模拟前端模块、所述蓝牙模块发送配置指令，完成正式运行前的初始配置；
12、s2:待机：所述主处理器向所述蓝牙模块发送指令，开启所述蓝牙模块的接收功能，并配置所述蓝牙模块等待与上位机的连接，同时所述主处理器发送命令给所述电源管理模块，配置所述电源管理模块关闭所述模拟前端模块的供电，以使所述模拟前端模块进入低功耗状态；
13、s3:开启工作模式：当上位机连接到所述便携式电化学工作站，所述蓝牙模块接收到连接信息和用户通过上位机发送的命令后，所述蓝牙模块通过异步串口将命令信息转发到所述主处理器，所述主处理器进行命令的解读，得到通道序号、运行模式、设置参数信息本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种便携式电化学工作站，其特征在于：其包括：
2.根据权利要求1所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述主处理器的型号选自STM32L432。
3.根据权利要求2所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述蓝牙模块型号选自CH582F。
4.根据权利要求2所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述模拟前端模块的运算放大器的型号选自OPA4197。
5.根据权利要求4所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述模数转换器的型号选自ADS1256；所述数模转换器的型号选自DAC8568。
6.根据权利要求1所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述电源管理模块包括电池充电管理电路、锂电池和电池/USB供电切换电路，所述电池/USB供电切换电路输出5V电压，分别连接至5V/3.3V变换电路、5V稳压电路和5V/±15V产生电路。
7.根据权利要求6所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述电池充电管理电路的型号选自TOP4056；所述5V/3.3V变换电路的型号选自SGM2036；所述5V稳压电路的型号选自MT3608L；所
8.一种根据权利要求1～7任一所述便携式电化学工作站的检测方法，其包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述检测方法，其特征在于：步骤S3中的所述状态机程序包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述检测方法，其特征在于：所述状态机程序的检测模式选自Cyclic Voltammetry、Linear Sweep Voltammetry、Staircase Voltammetry、Tafel Plottechnique、Chronoamperometry、Chronocoulometry、Differential Pulse Voltammetry、Normal Pulse Voltammetry、Differential Normal Pulse Voltammetry、Square WaveVoltammetry、Amperometric i-t Curve technique、Differential Pulse Amperometry、Double Differential Pulse Amperometry、Triple Pulse Amperometry、IntegratedPulse
...【技术特征摘要】
1.一种便携式电化学工作站，其特征在于：其包括：
2.根据权利要求1所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述主处理器的型号选自stm32l432。
3.根据权利要求2所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述蓝牙模块型号选自ch582f。
4.根据权利要求2所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述模拟前端模块的运算放大器的型号选自opa4197。
5.根据权利要求4所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述模数转换器的型号选自ads1256；所述数模转换器的型号选自dac8568。
6.根据权利要求1所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述电源管理模块包括电池充电管理电路、锂电池和电池/usb供电切换电路，所述电池/usb供电切换电路输出5v电压，分别连接至5v/3.3v变换电路、5v稳压电路和5v/±15v产生电路。
7.根据权利要求6所述便携式电化学工作站，其特征在于：所述电池充电管理电路的型号选自top4056；所述5v/3.3v变换电路的型号选自sgm2036；所述5v稳压电路的型号选自mt3608l；所述5v/±15v产生电路的型号选自mt3608l、tps7a4901...
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