CN102645426A - 易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极 - Google Patents

易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极 Download PDF

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干宁
周汉坤
曾少林
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Abstract

本发明涉及一种易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，属于分析测试领域。玻碳电极的电极工作面十分容易受到电解产生的有机类物质的吸附污染，所述吸附污染会导致玻碳电极性能迅速衰减，并使分析检测结果的可靠性降低，本案主要针对该问题。本案玻碳电极的结构包括轮廓呈杆状的惯常的玻碳电极，本案玻碳电极的结构还包括金属弹力夹，该金属弹力夹的两个夹持臂呈现合抱所述惯常的玻碳电极的形态，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器。本案利用刚度适中的管状电极外套作为部分路径的超声波传输介质，就近传送高频超声波，并以此来对电极工作面进行即时的清洁。此外，本案玻碳电极结构中的高频振荡机构能够根据需要快速卸除。

Description

易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极
技术领域
本发明涉及一种易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，属于分析测试领域。
背景技术
在电致化学发光分析检测领域，玻碳电极常被用来作为工作电极，但是，该玻碳电极十分容易受到电解产生的有机类物质的吸附污染，所述吸附污染会导致玻碳电极性能的迅速衰减；因此，如何在进行电致化学发光分析检测操作的同时，有效地、即时地清洁玻碳电极，就成为了一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是，研发一种能够在进行电致化学发光分析检测的过程中，即时地进行电极自洁运作的新型玻碳电极。
本案通过以下方案解决上述问题，该方案提供的是一种易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，本案该玻碳电极的结构包括柱状玻碳电极本体，以及，与该玻碳电极本体连接在一起的接线柱，该接线柱的材料是金属材料，以及，管状电极外套，该管状电极外套其材料是高分子电绝缘材料，该管状电极外套将该玻碳电极本体以及接线柱的靠近该玻碳电极本体的那一端包覆其中，重点是，该玻碳电极的结构包括一个金属弹力夹，该金属弹力夹具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器，所述管状电极外套位于所述两个夹持臂之间的位置，所述管状电极外套与所述两个夹持臂相互垂直，所述两个夹持臂呈现合抱管状电极外套的形态。
所述金属弹力夹一词其本身所表达的结构技术含义是公知的。
所述金属及金属材料，其所表达的技术含义是公知的。
所述玻碳电极一词，其通常的技术含义在电致化学发光分析领域，是公知的。
所述超声波换能器是将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡的器件，所述超声波换能器一词本身的技术含义在超声波专业技术领域是公知的。
本案该玻碳电极的结构当然还可以进一步延伸地包括高频振荡电讯号发生器，以及，高频振荡电讯号传输电缆，该高频振荡电讯号传输电缆的一端与所述超声波换能器连接，该高频振荡电讯号传输电缆的另一端与该高频振荡电讯号发生器连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由所述电缆与其连接在一起的所述超声波换能器构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率介于1毫瓦与20瓦之间。采用较低的功率，有助于避免损伤本案该玻碳电极，并且有利于避免干扰电致化学发光检测。
所述高频振荡电讯号发生器一词的技术含义，在超声波专业技术领域是公知的。
本案该玻碳电极在使用时，超声波换能器发出的超声波经由所述管状电极外套向该电极的工作端及其周边的溶液传递，所述管状电极外套此时也发挥了超声波传输介质的作用。
本案该玻碳电极的结构，还可以包括其它的一些附件，所述其它的一些附件例如：用于固定该玻碳电极整体的固定支架；等等。
超声空化作用是一种十分强有力的作用，低频超声波对对象工件的表面冲击较强，该低频超声波的空化作用对于精细如本案的玻碳电极其本体的裸露的电极工作面而言是不太适合的；随着超声波频率的提高，空化作用对对象工件的损伤逐渐弱化直至可以忽略；因此，适于本案该玻碳电极的优选的超声波频率不是随意的频率。
如上所述，为避免超声空化作用对本案该玻碳电极的电极工作面的损伤，并避免诱发声致发光，该超声发射机构所发射的超声波的优选的频率至少应当在40KHz以上；该超声发射机构所发射的超声波的优选的频率其范围是在40KHz与12MHz之间。
在更为精细的层面上，为避免本案该玻碳电极的电极工作面的损伤，以及，更为精细地避免诱发声致发光，本案该超声发射机构所发射的超声波的更进一步的优选的频率至少应当在80KHz以上；该超声发射机构所发射的超声波的更进一步优选的频率其范围是在80KHz与12MHz之间。
所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置可以是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置；此情形下，超声波换能器紧贴所述管状电极外套。
所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置当然也可以是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置；此情形下，超声波经由所述夹持臂向管状电极外套传递。
还可以在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器；该情形下，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以同时工作，也可以仅单个工作；并且，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以采取彼此相同的超声波频率，也可以采取彼此不相同的超声波频率，例如，一个所述臂上的超声波换能器采取1000KHz的频率，另一个所述臂上的超声波换能器采取8000KHz的频率，等等。
鉴于本案该玻碳电极的实际工作的化学分析实验室环境，抗化学腐蚀的考虑有时是重要的；为避免本案该玻碳电极所涉易蚀元件的腐蚀损伤，进一步优选的方案是，所述金属弹力夹以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯，该保护层的厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间。
仅就一般工业技术意义上的聚四氟乙烯涂装工程技术本身而言，其涂装技术是成熟的、公知的技术。
所述两个夹持臂在所述管状电极外套上的合抱位置，可以是在所述管状电极外套上的任意位置；当然，优选的合抱位置是在所述管状电极外套上靠近裸露的接线柱的位置；如此，有助于避免直接接触电解池内的被测对象溶液。
本案的优点在于，应用本案该玻碳电极作为工作电极，能够在进行电致化学发光分析检测的同时，经由所述管状电极外套的就近的声波传递，向该玻碳电极的工作端及其周边的溶液传送高频率、低功率的超声波，并以该高频、低功率的超声波来对位于该玻碳电极的工作端的裸露的电极工作面进行即时的清洁作用，以此方式，即时避免了电解氧化还原反应生成的有机杂质对所述裸露的电极工作面的吸附污染，使得所述电极工作面能够在整个的所述分析检测过程中始终保持清新状态，阻止了电极性能的快速衰减；本案该玻碳电极并且可以通过简单地手动移除其夹持臂上装设有超声波换能器的所述金属弹力夹，实现向通常意义上的普通玻碳电极的快速转换。
基于本案该玻碳电极的结构特点，本案该玻碳电极也能够根据需要，转换为一种声、电双激励电极综合体。
附图说明
图1是本案玻碳电极实施例示意图，所表达的是该电极的大略形态。
图中，1是金属材质的接线柱，2是显露在外的管状电极外套，3、9分别是两个装设位置不同的超声波换能器，4是与超声波换能器3连接的高频振荡电讯号传输电缆，5、8分别是两个结构位置不同的夹持臂，6是所述金属弹力夹，7是本案该玻碳电极的工作端，该玻碳电极的裸露的电极工作面也在这个位置并朝向下方的方向，该电极工作面在图例中因被遮挡而未直接显示，10是与超声波换能器9连接的高频振荡电讯号传输电缆。
具体实施方式
在图1所展示的本案实施例中，该玻碳电极的结构包括柱状玻碳电极本体，以及，与该玻碳电极本体连接在一起的接线柱1，该接线柱1的材料是金属材料，以及，管状电极外套2，该管状电极外套2其材料是高分子电绝缘材料，高分子电绝缘材料例如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯，等等，均可，该管状电极外套2将该玻碳电极本体以及接线柱1的靠近该玻碳电极本体的那一端包覆其中，该玻碳电极的结构还包括一个金属弹力夹6，该金属弹力夹6具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，所述趋于合抱的两个相向的夹持臂分别是夹持臂5和夹持臂8，图例中，夹持臂5和夹持臂8上均装设有超声波换能器，其中，夹持臂5的面向夹持臂8的内侧面位置装设有超声波换能器3，夹持臂8的面向夹持臂5的内侧面位置装设有超声波换能器9，当然，实际上，也可以仅只在其中的一个夹持臂上装设超声波换能器，管状电极外套2位于夹持臂5与夹持臂8之间的位置，管状电极外套2同时与夹持臂5及夹持臂8相互垂直，夹持臂5及夹持臂8呈现合抱管状电极外套2的形态。
超声波换能器一词的技术含义是公知的。各类型的超声波换能器均有市售。
该图例中，没有绘出经由电缆4及10与超声波换能器3及超声波换能器9连接的高频振荡电讯号发生器；该图例中也没有绘出用于固定该玻碳电极的固定支架，等等。
图例中的超声波换能器3及9可以经由电缆4及10与高频振荡电讯号发生器连接，包括高频振荡电讯号发生器以及经由电缆4及10与其连接在一起的超声波换能器3及9构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射总功率其优选范围是介于1毫瓦与20瓦之间；该超声发射机构所发射的超声波的频率其优选范围是在40KHz与12MHz之间；该超声发射机构所发射的超声波的频率的更进一步优选的范围是在80KHz与12MHz之间。上述优选值范围之内的任意值都是本案装置允许选择的操作参数值；当然，实际选择的具体操作参数值要根据具体分析对象体系的具体情况作谨慎选择。
如图例，超声波换能器在夹持臂上的装设位置可以是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置；此情形下，超声波换能器紧贴所述管状电极外套。
所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置当然也可以是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置；此情形下，超声波经由所述夹持臂向管状电极外套传递。此结构形态未用图例表示。
该图例中，在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器；该情形下，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以同时工作，也可以仅单个工作；并且，分别装设于不同位置的超声波换能器既可以采取彼此相同的超声波频率，也可以采取彼此不相同的超声波频率，例如，一个所述臂上的超声波换能器采取1000KHz的频率，另一个所述臂上的超声波换能器采取8000KHz的频率，等等。
当然，通常而言，仅只在其中的一个所述夹持臂上装设超声波换能器，就足矣。
鉴于本案该玻碳电极的实际工作的化学分析实验室环境，抗化学腐蚀的考虑有时是重要的；为避免本案该玻碳电极所涉易蚀元件的腐蚀损伤，进一步优选的方案是，所述金属弹力夹6以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯，该保护层的优选的厚度其范围是介于0.01毫米与3.00毫米之间。厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间的聚四氟乙烯保护层是恰当厚度的保护层，厚点、薄点只是耐蚀性有所差异而已，这范围内的任意指定的厚度值都是合理的保护层厚度实施值。
仅就一般工业技术意义上的聚四氟乙烯涂装工程技术本身而言，其涂装技术是成熟的、公知的技术。
本案该玻碳电极并且可以通过简单地手动移除其夹持臂上装设有超声波换能器的金属弹力夹6，实现向通常意义上的普通玻碳电极的快速转换。
本案玻碳电极的具体实施方式不局限于本案附图图例。

Claims (9)

1.易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，该玻碳电极的结构包括柱状玻碳电极本体，以及，与该玻碳电极本体连接在一起的接线柱，该接线柱的材料是金属材料，以及，管状电极外套，该管状电极外套其材料是高分子电绝缘材料，该管状电极外套将该玻碳电极本体以及接线柱的靠近该玻碳电极本体的那一端包覆其中，其特征在于，该玻碳电极的结构包括一个金属弹力夹，该金属弹力夹具有趋于合抱的两个相向的夹持臂，至少在其中的一个夹持臂上装设有超声波换能器，所述管状电极外套位于所述两个夹持臂之间的位置，所述管状电极外套与所述两个夹持臂相互垂直，所述两个夹持臂呈现合抱管状电极外套的形态。
2.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，该玻碳电极的结构包括高频振荡电讯号发生器，以及，高频振荡电讯号传输电缆，该高频振荡电讯号传输电缆的一端与所述超声波换能器连接，该高频振荡电讯号传输电缆的另一端与该高频振荡电讯号发生器连接，该高频振荡电讯号发生器连同经由所述电缆与其连接在一起的所述超声波换能器构成超声发射机构，该超声发射机构的超声发射功率介于1毫瓦与20瓦之间。
3.根据权利要求2所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，该超声发射机构所发射的超声波的频率在40KHz与12MHz之间。
4.根据权利要求3所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，该超声发射机构所发射的超声波的频率在80KHz与12MHz之间。
5.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置是在所述夹持臂的面向另一个夹持臂的内侧面位置。
6.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，所述超声波换能器在所述夹持臂上的装设位置是在所述夹持臂的背离另一个夹持臂的外侧面位置。
7.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，在两个所述夹持臂上均装设有超声波换能器。
8.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，所述金属弹力夹以及在其所述夹持臂上装设的超声波换能器均被覆有抗化学腐蚀的保护层，该保护层其材质是聚四氟乙烯，该保护层的厚度介于0.01毫米与3.00毫米之间。
9.根据权利要求1所述的易拆解的包含高频振荡机构的电致化学发光用玻碳电极，其特征在于，所述两个夹持臂在所述管状电极外套上的合抱位置，是在所述管状电极外套上靠近裸露的接线柱的位置。
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