CN107764884A - 高通量电化学检测装置及高通量电化学检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高通量电化学检测装置，用于对电解液样品进行检测，所述高通量电化学检测装置包括检测组件和控制处理单元，所述检测组件上阵列排布有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，转换元件电性连接至控制处理单元，多个探针同时检测多个电解液样品，转换元件将探针检测的信号转换成数字信号传输给控制处理单元，控制处理单元对转换元件传输的数字信号进行处理形成检测结果。本发明还提供一种高通量电化学检测方法。本发明提供的高通量电化学检测装置和高通量电化学检测方法具有可以一次性对多个电解液样品进行检测，检测效率高，便于大规模材料的筛选研究的优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及电解液检测领域，特别涉及一种高通量电化学检测装置以及一种高通量电化学检测方法。
【背景技术】
电化学测试系统可广泛应用于电镀研究、电池研究、金属腐蚀研究和常规电化学测试等，尤其在电池领域运用较多。现有的电化学测试多为单通道，测试效率低下，不能满足于大规模材料的筛选研究。
【发明内容】
为克服上述现有的电化学测试系统测试效率低下，不能满足大规模材料筛选研究的问题，本发明提供一种高通量电化学检测装置以及一种高通量电化学检测方法。
解决技术问题的技术方案是提供一种高通量电化学检测装置，用于对电解液样品进行检测，所述高通量电化学检测装置包括检测组件和控制处理单元，所述检测组件上阵列排布有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，转换元件电性连接至控制处理单元，多个探针同时检测多个电解液样品，转换元件将探针检测的信号转换成数字信号传输给控制处理单元，控制处理单元对转换元件传输的数字信号进行处理形成检测结果。
优选的，所述高通量电化学检测装置进一步包括数据传输模块，所述数据传输模块包括控制器、并行总线以及串行总线，控制器通过并行总线或者串行总线和所述控制处理单元电性连接，控制器将转换元件传输的数字信号经过处理后经过并行总线或者串行总线传输给控制处理单元。
优选的，所述检测组件包括探针组件和转换组件，所述探针组件用于检测电解液样品的模拟信号，转换组件用于将探针组件传递的模拟信号转化为数字信号，并将该数字信号传递给控制处理单元进行处理，探针组件和转换组件可拆卸连接。
优选的，所述探针组件包括第一板体以及若干个探针，所述第一板体上阵列开设有若干个贯穿第一板体的孔，所述若干个探针穿过所述孔并定位在第一板体上。
优选的，所述转换组件包括第二板体、第三板体以及若干个转换元件，第二板体和第三板体贴合设置，所述若干个转换元件阵列地设置于第三板体远离第一板体的一面。
优选的，所述第一板体相对的两侧各设置有凸耳，每个凸耳上开设有贯穿凸耳的定位孔，所述第二板体在第三板体相对的两侧设置有定位件，所述转换组件和探针组件经过所述定位件和所述定位孔配合实现精确定位。
优选的，所述高通量电化学检测装置进一步包括底板、顶板以及立柱，底板和顶板平行间隔设置，立柱的两端分别和底板以及顶板连接且立柱分别和底板以及顶板垂直，所述第二板体上开设有贯穿第二板体的配合孔，所述配合孔的位置和所述的立柱位置对应，立柱穿过所述配合孔以使所述第二板体在立柱的限制下沿着立柱的轴向方向进行位移。
优选的，所述高通量电化学检测装置进一步包括驱动器，所述驱动器包括一轴，所述轴和第二板体远离第三板体的一面连接，驱动器经过所述轴驱动第二板体在立柱的限制下沿着立柱的轴向方向进行位移。
解决技术问题的另一个技术方案是提供一种高通量电化学检测方法，所述高通量电化学检测方法包括以下步骤：
将与转换元件连接的多个探针分别对不同配比的电解液同时进行检测，转换元件将探针检测生成的信号转换成数字信号并传送至一控制处理单元；以及
控制处理单元接收转换元件传递的数字信号并对数字信号进行处理形成检测结果。
优选的，所述转换元件通过并行传输或者串行传输的方式将信号传输给控制处理单元。
本发明提供的高通量电化学检测装置具有以下有益效果：
1、提供的高通量电化学检测装置包括检测组件和控制处理单元，所述检测组件上阵列排布有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，转换元件电性连接至控制处理单元，多个探针同时检测多个电解液样品，转换元件将探针检测的信号转换成数字信号传输给控制处理单元，控制处理单元对转换元件传输的数字信号进行处理形成检测结果。由于检测组件上阵列设置有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，该检测组件可以一次性对多个电解液样品进行检测，检测效率高，便于大规模材料的筛选研究。且该装置结构简单，操作也极为方便。
2、提供的高通量电化学检测装置进一步包括数据传输模块，所述数据传输模块包括控制器、并行总线以及串行总线，控制器通过并行总线或者串行总线和所述控制处理单元电性连接，控制器将转换元件传输的数字信号经过处理后经过并行总线或者串行总线传输给控制处理单元。由于设置有该数据传输模块，使得探针检测电解液样品形成的检测数据可以选择并行传输的方式或者串行传输的方式传输给控制处理单元进行处理，该设计方式使得高通量电化学检测装置的检测更加灵活，检测效率更高。
3、提供的检测组件包括探针组件和转换组件，所述探针组件用于检测电解液样品的模拟信号，转换组件用于将探针组件传递的模拟信号转化为数字信号，并将该数字信号传递给控制处理单元进行处理，探针组件和转换组件可拆卸连接。该设计方式非常便于探针组件的清洗，每次检测完成后，可以通过简单的拆卸将探针组件和转换组件分开，只对探针组件进行清洗，方便简单。进一步的，通过更换新的探针组件即可快速进行下一次的检测，而不用每次检测后需要等待探针组件清洗完成后才能进行二次检测，有效地提高了检测的效率。
本发明提供的高通量电化学检测方法具有以下有益效果：
提供的高通量电化学检测方法，由于检测组件上阵列设置有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，该检测组件可以一次性对多个电解液样品进行检测，检测效率高，便于大规模材料的筛选研究。且该装置结构简单，操作也极为方便。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例提供的高通量电化学检测装置的立体结构示意图，其包括工作台、检测单元以及控制处理单元。
图2是图1中所示检测单元的立体结构爆炸示意图，其包括底板、顶板、立柱、检测组件以及驱动器，检测组件包括探针组件和转换组件。
图3是图2中所示探针组件的立体结构示意图。
图4是图3中A处放大示意图。
图5是图2中所示转换组件的立体结构示意图。
图6是本发明的高通量电化学检测装置的数据传输模块的示意框图。
图7是本发明第二实施例提供的高通量电化学检测方法的方框示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明的第一实施例提供一种高通量电化学检测装置10，用于检测各种不同组分配比的电解液样品S，所述高通量电化学检测装置10包括工作台11、检测单元12以及控制处理单元13。检测单元12设置于工作台11上，检测单元12和控制处理单元13电性连接，控制处理单元13用于控制检测单元12自动对电解液样品S进行检测，并对检测单元12传输的检测数据进行处理。
请参阅图2，所述检测单元12包括底板121、顶板122、立柱123、检测组件12a以及驱动器126。底板121和顶板122平行间隔设置，立柱123设置于底板121和顶板122之间，立柱123的两端分别和底板121以及顶板122连接且立柱123分别和底板121以及顶板122垂直。所述立柱123可以为但不局限于四根，四根立柱123分别设置于底板121和顶板122对应的四个边角的位置。所述底板121上放置有电解液样品S，所述电解液样品S包括多个试管，每个试管中放置不同配比的电解液，一实施例中，所述电解液样品S包括呈10X10阵列设置的100个试管。检测组件12a设置于底板121和顶板122之间，驱动器126设置于顶板122上，驱动器126和检测组件12a连接，驱动器126用于驱动检测组件12a向电解液样品S位移，使得检测组件12a和电解液样品S接触以对电解液样品S进行检测。
所述检测组件12a包括探针组件124和转换组件125，所述探针组件124用于检测电解液样品的模拟信号，转换组件125用于将探针组件124传递的模拟信号转化为数字信号，并将该数字信号传递给控制处理单元13进行处理。探针组件124和转换组件125可拆卸连接，具体的，探针组件124和转换组件125可以通过螺纹连接或者卡扣连接实现可拆卸连接。该设计方式非常便于探针组件124的清洗，每次检测完成后，可以通过简单的拆卸将探针组件124和转换组件125分开，只对探针组件124进行清洗，方便简单。进一步的，通过更换新的探针组件即可快速进行下一次的检测，而不用每次检测后需要等待探针组件124清洗完成后才能进行二次检测，有效地提高了检测的效率。
请参阅图3和图4，所述探针组件124包括第一板体1241以及探针1242，所述第一板体1241形状为方形，可以理解，第一板体1241的形状并不局限于方形，也可以是椭圆形、三角形或其他不规则形状。第一板体1241上开设有若干个贯穿第一板体1241的孔，优选的，若干个所述孔在第一板体1241上呈阵列设置，一实施例中，所述孔在第一板体1241上呈10X10阵列设置。所述探针1242的个数和所述孔的个数一致，探针1242穿过所述孔并固定在第一板体1241上。每个探针1242包括一检测段1242a和一传输段1242b，所述探针1242固定在第一板体1242上时，检测段1242a和传输段1242b分别位于第一板体1241的两侧。检测段1242a用于和电解液接触以检测电解液的模拟信号，传输段1242b用于和转换组件125连接以将检测段1242a检测的模拟信号传输给转换组件125进行转换成数字信号。
在其他实施例中，所述第一板体1241上开设的孔可以是每两个、三个或其他个数为一组，相应的，所述探针1242可以设置成对应的两个、三个或其他个数为一组，具体可以根据每个电解液样品需要多少个探针进行检测的需要而设置。
所述第一板体1241相对的两侧进一步设置有两个凸耳1243，每个凸耳1243上开设有贯穿凸耳1243的定位孔1244。所述探针组件124经过所述凸耳1243上开设的定位孔1244和转换组件125连接时进行精确的定位。
请参阅图5，所述转换组件125包括第二板体1251、第三板体1252以及转换元件1253，第二板体1251和第三板体1252贴合设置，转换元件1253阵列地设置于第三板体1252远离第二板体1251的一面，转换元件1253的线路在第二板体1251上排布。所述转换元件1253的个数以及位置和前述第一板体1241上设置的探针1242的个数以及位置一致，转换组件125和探针组件124连接时，每个所述转换元件1253刚好可以一一对应和每个探针1242的传输段1242b进行连接，转换元件1253用于接受传输段1242b传输的信号转化成数字信号以传输给控制处理单元13进行处理。
所述第二板体1251在第三板体相对的两侧各设置有一定位件1254，所述定位件1254用于和前述的第一板体1241上设置的定位孔1244配合，使得转换组件125和探针组件124连接时能够进行精确的定位，每个所述转换元件1253刚好可以一一对应和每个探针1242的传输段1242b进行精确连接。
所述第二板体1251在其边角处开设有贯穿第二板体1251的配合孔1255，所述配合孔1255的位置和前述的立柱123位置对应，立柱123穿过所述配合孔1255以使所述第二板体1251在立柱123的限制下可以沿着立柱123的轴向方向进行位移。对应的，所述配合孔1255可以是和立柱123相对应的四个。
请再次参阅图2，所述顶板122开设有贯穿顶板122的孔1221，所述驱动器126包括轴1261，驱动器126运行时，所述轴1261可以进行延伸或收缩，所述轴1261穿过所述孔1221和所述转换组件125的第二板体1251远离第三板体1252的一面连接，驱动器126经过所述轴1262驱动转换组件125沿立柱123轴向方向进行位移。所述驱动器126可以为电机、气缸或者液压缸。
检测单元12进行检测时，将所述电解液样品S放置于所述底板121上，具体的可以是人员手动或者自动化机械进行放置。驱动器126经过所述轴1261驱动转换组件125向电解液样品S方向位移，转换组件125带动探针组件124向电解液样品S的方向位移，直至探针1242的检测段1242a浸没在电解液样品S中，检测段1242a对电解液样品S进行检测，并将检测得到的模拟信号经过所述传输段1242b传递给转换元件1253进行转换成数字信号，转换元件1253将转换成的数字信号传输给控制处理单元13进行处理即获得检测的结果。
由于检测组件12a上阵列设置有多个探针1242以及和多个探针1242对应连接的转换元件1253，该检测组件12a可以一次性对多个电解液样品S进行检测，检测效率高，便于大规模材料的筛选研究。且该装置结构简单，操作也极为方便。
请参阅图6，所述高通量电化学检测装置10进一步包括数据传输模块14，所述数据传输模块14用于将转换元件1253形成的数字信号经过处理后传输给控制处理单元13。该数据传输模块14包括控制器141、并行总线142以及串行总线143，控制器141通过并行总线142或者串行总线143和控制处理单元13电性连接。前述的转换元件1253电性连接至控制器141，控制器141将转换元件1253传输的数字信号经过处理后经过并行总线142或者串行总线143传输给控制处理单元13。在并行传输方式中，多个转换元件1253的数字信号可以同时通过并行总线142传输给控制处理单元13。在该串行传输方式中，多个转换元件1253的数字信号按照时序关系通过串行总线143依次传输给控制处理单元13。
在其他实施例中，所述数据传输模块14进一步包括，无线发送模块144，所述无线发送模块144和控制器141连接，该无线发送模块144用于将转换元件1253转换形成的数字信号通过无线的模式发送给控制处理单元13进行处理。
由于设置有该数据传输模块14，使得探针1242检测电解液样品S形成的检测数据可以选择并行传输的方式或者串行传输的方式传输给控制处理单元13进行处理，该设计方式使得高通量电化学检测装置10的检测更加灵活，检测效率更高。举例说明，当要检测的电解液样品S的参数形成较快时，例如，电解液的电导率，数据传模块14可使用并行传输的方式进行数据的传输以加快检测效率。当要检测的化学溶液需要较长时间反应形成参数时，则可对应地选择串行传输的方式，对电解液样品S单个依次扫描进行传输。
请参阅图7，本发明的第二实施例提供一种高通量电化学检测方法S10，该方法用于对多个不同配比的电解液样品的检测，所述高通量电化学检测方法S10包括以下步骤：
步骤S101：将与转换元件连接的多个探针分别对不同配比的电解液同时进行检测，转换元件将探针检测生成的模拟信号转换成数字信号并传送至一控制处理单元；
步骤S102：控制处理单元接收转换元件传递的数字信号并对数字信号进行处理形成检测结果。
在以上步骤S101中，所述转换元件通过并行传输或者串行传输的方式将信号传输给控制处理单元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高通量电化学检测装置，用于对电解液样品进行检测，其特征在于：所述高通量电化学检测装置包括检测组件和控制处理单元，所述检测组件上阵列排布有多个探针以及和多个探针对应连接的转换元件，转换元件电性连接至控制处理单元，多个探针同时检测多个电解液样品，转换元件将探针检测的模拟信号转换成数字信号传输给控制处理单元，控制处理单元对转换元件传输的数字信号进行处理形成检测结果。
2.如权利要求1所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述高通量电化学检测装置进一步包括数据传输模块，所述数据传输模块包括控制器、并行总线以及串行总线，控制器通过并行总线或者串行总线和所述控制处理单元电性连接，控制器将转换元件传输的数字信号经过处理后经过并行总线或者串行总线传输给控制处理单元。
3.如权利要求1所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述检测组件包括探针组件和转换组件，所述探针组件用于检测电解液样品的模拟信号，转换组件用于将探针组件传递的模拟信号转化为数字信号，并将该数字信号传递给控制处理单元进行处理，探针组件和转换组件可拆卸连接。
4.如权利要求3所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述探针组件包括第一板体以及若干个探针，所述第一板体上阵列开设有若干个贯穿第一板体的孔，所述若干个探针穿过所述孔并定位在第一板体上。
5.如权利要求4所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述转换组件包括第二板体、第三板体以及若干个转换元件，第二板体和第三板体贴合设置，所述若干个转换元件阵列地设置于第三板体远离第一板体的一面。
6.如权利要求5所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述第一板体相对的两侧各设置有凸耳，每个凸耳上开设有贯穿凸耳的定位孔，所述第二板体在第三板体相对的两侧设置有定位件，所述转换组件和探针组件经过所述定位件和所述定位孔配合实现精确定位。
7.如权利要求5所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述高通量电化学检测装置进一步包括底板、顶板以及立柱，底板和顶板平行间隔设置，立柱的两端分别和底板以及顶板连接且立柱分别和底板以及顶板垂直，所述第二板体上开设有贯穿第二板体的配合孔，所述配合孔的位置和所述的立柱位置对应，立柱穿过所述配合孔以使所述第二板体在立柱的限制下沿着立柱的轴向方向进行位移。
8.如权利要求7所述的高通量电化学检测装置，其特征在于：所述高通量电化学检测装置进一步包括驱动器，所述驱动器包括一轴，所述轴和第二板体远离第三板体的一面连接，驱动器经过所述轴驱动第二板体在立柱的限制下沿着立柱的轴向方向进行位移。
9.一种高通量电化学检测方法，该方法用于对多个不同配比的电解液样品的检测，其特征在于，所述高通量电化学检测方法包括以下步骤：
将与转换元件连接的多个探针分别对不同配比的电解液同时进行检测，转换元件将探针检测生成的模拟信号转换成数字信号并传送至一控制处理单元；以及
控制处理单元接收转换元件传递的数字信号并对数字信号进行处理形成检测结果。
10.如权利要求9所述的高通量电化学检测方法，其特征在于：
所述转换元件通过并行传输或者串行传输的方式将信号传输给控制处理单元。
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| CN107764884B (zh) | 2021-06-15 |
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