CN115468993A - 细菌浓度检测组件、装置及方法、电器设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种细菌浓度检测组件、细菌浓度检测装置、细菌浓度检测方法以及电器设备，其中细菌浓度检测组件包括工作电极、辅助电极以及电控组件，电控组件与工作电极和辅助电极分别电连接，工作电极和辅助电极均用于设置于容器内；电控组件用于输出激励信号至工作电极，以使工作电极和辅助电极对容器内的溶液进行电解，电控组件还用于检测工作电极的电解电流以及工作电极的电势，并根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势确定容器内的溶液的细菌浓度，本发明实现的细菌浓度的快速检测。

Description

细菌浓度检测组件、装置及方法、电器设备

技术领域

本发明涉及空气检测技术领域，特别涉及一种细菌浓度检测组件、细菌浓度检测装置、细菌浓度检测方法以及电器设备。

背景技术

现有技术中，细菌的浓度的检测方法有平板计数法等，但是平板计数法耗时长，一般需要数天，检测速度非常慢。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种细菌浓度检测组件，旨在提高细菌浓度检测的速度。

为实现上述目的，本发明提出一种细菌浓度检测组件，用于检测容器内溶液的细菌浓度，所述细菌浓度检测组件包括：

工作电极，用于设置于所述容器内；

辅助电极，用于设置于所述容器内；以及

电控组件，与所述工作电极和所述辅助电极分别电连接，所述电控组件用于输出激励信号至所述工作电极，以使所述工作电极和所述辅助电极对所述容器内的溶液进行电解；以及用于检测所述工作电极的电解电流和工作电极电势，并根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势确定所述容器内的溶液的细菌浓度。

在一实施例中，所述电控组件包括：

电源组件，与所述工作电极和所述辅助电极分别电连接，所述电源组件用于输出激励信号至所述工作电极，以使所述工作电极和所述辅助电极对所述容器内的溶液进行电解；

电流检测电路，用于检测所述工作电极的电解电流；

电压检测电路，用于检测所述工作电极的工作电极电势；以及

控制器，与所述电源组件和所述电流检测电路分别连接，所述控制器用于根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势确定所述容器内的溶液的细菌浓度。

在一实施例中，所述细菌浓度检测组件还包括：

参比电极，与所述电控组件电连接，所述参比电极用于与所述工作电极形成测试回路，并为所述电控组件提供电压参考信号。

在一实施例中，所述电控组件输出的激励信号包括按照预设周期依次输出的第一电压信号和第二电压信号，在多个连续周期，当前周期的所述第一电压信号的幅值相对上一周期的所述第一电压信号的幅值逐级增长，当前周期的所述第二电压信号的幅值相对上一周期的所述第二电压信号的幅值逐级增长，每一周期的所述第二电压信号大于第一电压信号。

在一实施例中，每一周期内的所述第一电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长；

每一周期内的所述第二电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长。

在一实施例中，所述电控组件用于在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

在一实施例中，所述工作电极包括：

壳体，所述壳体内部设置有容置腔以及连通所述容置腔的通孔；

金属丝，与所述电控组件电连接，所述金属丝设置于所述容置腔内。

在一实施例中，所述金属丝的一端与所述壳体的通孔平齐或者从所述通孔伸出预设长度。

在一实施例中，所述金属丝的横截面的直径小于或者等于500微米。

在一实施例中，所述细菌浓度检测组件还包括：

显示模块，与所述电控组件电连接；

所述电控组件还用于控制所述显示模块显示检测到的细菌浓度。

本发明还提出一种细菌浓度检测装置，所述细菌浓度检测装置包括：

容器；

输气装置，与所述容器连通，所述输气装置用于将第一预设体积的待测气体排入所述容器内；

输液装置，与所述容器连通，所述输液装置用于将第二预设体积的液体排入所述容器内；

以及如权利要求1至10任意一项所述的细菌浓度检测组件，所述细菌浓度检测组件的工作电极和辅助电极设置于所述容器内；

所述细菌浓度检测组件的电控组件还用于根据所述容器内的液体的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定所述待测气体的细菌浓度。

在一实施例中，所述输气装置包括：

输气管，一端用于接入所述待测气体，另一端与所述容器连通；

气泵，设置于所述输气管上，与所述电控组件电连接，用于将所述待测气体输送至所述容器，并控制输送的所述待测气体的体积。

在一实施例中，所述输液装置包括：

贮存槽，用于储存所述液体；

输液管，一端与所述贮存槽连通，另一端与所述容器连通；

输液泵，设置于所述输液管上，与所述电控组件电连接，用于控制所述贮存槽输送至所述容器内的溶液的体积。

在一实施例中，所述细菌浓度检测装置还包括：

排液装置，用于将所述容器内的液体排出。

在一实施例中，所述容器设置有液体排出口；

所述排液装置为排液阀，所述排液阀设于所述液体排出口，用于在打开时控制所述液体排出口排出所述容器内的液体。

本发明还提出一种空气细菌浓度检测方法，包括以下步骤：

排入第二预设体积的液体至容器内；

排入第一预设体积的空气至容器内，使得空气与液体形成混合溶液；

输出激励信号至工作电极，以对容器内的空气和液体的混合溶液进行电解；

获取工作电极的电解电流；

根据所述电解电流，获取所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势；

根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度；

根据所述混合溶液的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定空气的细菌浓度。

在一实施例中，所述步骤根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度具体为：

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

在一实施例中，所述工作电极的直径小于500微米。

本发明还提出一种电器设备，所述电器设备包括上述的细菌浓度检测组件，或者上述的细菌浓度检测装置。

在一实施例中，所述电器设备为空调器、空气净化器、加湿器或者消毒机中的一种。

本发明技术方案通过设置工作电极与辅助电极，形成两电极体系。设置电控组件，电控组件输出激励信号至所述两电极体系，使得两电极体系对容器内的溶液进行电解，此时工作电极产生电解电流。电控组件实时检测电极上的电解电流，并获取电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势。此时，不同的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，即对应不同的细菌浓度。通过建立电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，将电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势带入电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线即可获得细菌浓度。本发明中，电解电流的产生、检测以及电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势均是可以实时检测的。因此本发明的细菌浓度检测速度非常快，同时，电解对于环境因素的要求非常低，使得本发明的细菌浓度检测组件可以使用多种环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明细菌浓度检测组件一实施例的结构示意图；

图2为本发明细菌浓度检测组件另一实施例的结构示意图；

图3为本发明细菌浓度检测组件的第一激励信号波形示意图；

图4为本发明细菌浓度检测组件的第二激励信号波形示意图；

图5为电解电流和工作电极电势的关系曲线图；

图6为激励信号的电压值与细菌浓度的对应关系曲线图；

图7为本发明细菌浓度检测装置一实施例的结构示意图；

图8为本发明细菌浓度检测方法的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电控组件1	211	通孔
20	工作电极	61	输气管
				30	参比电极	62	气泵
40	辅助电极	71	输液管
				50	容器	72	输液泵
60	输气装置	73	贮存槽
				70	输液装置	A1	第一激励信号
21	壳体	A2	第二激励信号
				22	金属丝

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。若在本发明中涉及“A和/或B”的描述，则表示包含方案A或方案B，或者包含方案A和方案B。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种检测容器50内溶液的细菌浓度的细菌浓度检测组件。其中，所述容器50可以是任意类型的能容置液体的装置。

需要说明的是，目前的细菌检测技术主要有平板计数法、溶液电阻抗法、光学显微镜计数法、荧光显微镜计数法，微流控芯片法等。其中，平板计数法的测试时间一般需要数天，且严格要求无菌操作，操作过程繁琐，劳动强度大，同时培养条件等因素对检测的结果有较大的影响。溶液电阻抗法方法成本相对较高，且培养基变化等干扰因素对检测结果影响较大。光学显微镜计数法和荧光显微计数法受环境影响较大。微流控芯片法制作过程精细且复杂，成本高，多为一次性使用，且流道尺寸为微纳米级别，易被堵塞，对检测水质要求高。目前需要一种检测速度快、对检测环境要求低，操作简单的细菌浓度检测组件。

为了解决上述技术问题，参照图1至图7，在本发明一实施例中，所述细菌浓度检测组件包括工作电极20、辅助电极40以及电控组件10，其中，

工作电极20用于设置于所述容器50内并与所述电控组件10电连接；辅助电极40用于设置于所述容器50内并与所述电控组件10电连接；电控组件10用于输出激励信号至所述工作电极20，以使所述工作电极20和所述辅助电极40对所述容器50内的溶液进行电解；以及用于检测所述工作电极20的电解电流和工作电极电势，并根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势确定所述容器50内的溶液的细菌浓度。

参照图5，图5为对工作电极施加激励信号后，测得的工作电极的电解电流和工作电极电势的关系曲线，横坐标为电解电流，纵坐标为工作电极电势。需要说明的是，随着电解的进行，溶液的电阻越来越大，因此随着工作电极的电势的增加，电解电流呈先增长后降低。其中电解电流具有一个峰值。而针对不同浓度的细菌溶液，电解电流峰值出现的时间不同。因此可以根据电解电流出现的峰值时刻，确定细菌浓度，进一步地，由于工作电极的电势一直在增加，不同时刻，工作电极的电势不同，因此可以电解电流的峰值对应的工作电极电势，表征细菌浓度。

参照表1，表1为实际测试的不同的电解电流的峰值对应的工作电极电势，对应不同的细菌浓度，每一工作电极电势，均有一个细菌浓度与之对应：

表1：

工作电极电势(V)	细菌浓度(CFU/ml)
		-0.245	1
-0.250	10
		-0.270	10<sup>2</sup>
-0.275	10<sup>5</sup>
		-0.282	10<sup>7</sup>
-0.284	10<sup>8</sup>
		-0.33	10<sup>9</sup>
-0.364	10<sup>10</sup>

参照图6，图6为将表1绘制成图像，形成的细菌的浓度与电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势的关系图，其中横坐标为细菌的浓度，纵坐标为电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势。也就是说，随着溶液中细菌浓度的增大，电解电流的的峰值时刻对应的工作电极电势逐渐负移。换言之，溶液中的细菌浓度的越大，电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势越小。因此通过对溶液进行电解，并检测电解电流以及工作电势。获取电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势。再通过建立电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，再将获取的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势带入所述关系曲线，即可确定容器50内的溶液的细菌浓度。

在本实施例中，工作电极20也称研究电极、指示电极。所述工作电极20为被检测对象，流经所述工作电极20的电流，即为所述电解电流，工作电极的电势，即为工作电极电势。其中，所述工作电极20可以是固体电极，例如玻璃碳电极、石墨电极、铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铅(Pb)中的一种。所述工作电极20也可以是液体电极，例如汞电极或者汞齐电极。本实施例可选为固体电极，相较于液体电极而言，固体电极可以适应更多的应用场景和使用环境。提高本实施例的细菌浓度检测组件对环境的适应程度。

辅助电极40，也称对电极，所述辅助电极40与所述工作电极20形成极化回路，使得工作电极20有电流流过，以便检测工作电极20的电解电流。其中，所述辅助电极40的表面积远大于工作电极20，例如可以选取为工作电极20的截面积的5-100倍，以减小辅助电极40的电流密度，使得辅助电极40在测量过程中，不被或者基本不被极化。其中，所述辅助电极40可以选取铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)等本身电阻小，且不易发生极化的材料。

电控组件10，可以包括提供激励信号的极化电源装置、检测电解电流的装置，用于检测工作电极电势的电压检测电路，以及可以建立电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线和检测到的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，确定容器50内的溶液的细菌浓度的信号处理装置。电控组件10输出激励信号至工作电极20，此时，工作电极20、溶液以及辅助电极40三者形成极化回路，通过检测电解电流的装置和检测工作电极电势的电压检测电路，同时检测极化回路的电解电流和工作电极电势。并获取电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，结合电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，确定细菌浓度。

本实施例中的电控组件10可以通过脉冲伏安法检测容器50内的溶液，以获取溶液对应的获取电解电流的以及电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，并带入电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势的对应关系曲线，其中，根据激励信号的不同，所述伏安法可以是伏安法可以是阶梯脉冲伏安法(Staircase voltammetry)、常规脉冲伏安法(Normalpulse voltammetry)、反向脉冲伏安法(Reverse pulse voltammetry)、示差脉冲伏安法(Differential pulse voltammetry)、方波伏安法(Square wave voltammetry)中的一种或者多种组合，此处不做限定。本实施例可选为示差脉冲伏安法，示差脉冲伏安法检测的背景电流低，检测灵敏度更高，检测下限更低，可以更好的确定电解电流的峰值时刻，进而更好的确定电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，从而提高本实施例的细菌浓度检测的检测精度。

本发明技术方案通过设置工作电极20与辅助电极40，形成两电极体系。设置电控组件10，电控组件10输出激励信号至所述两电极体系，使得两电极体系对容器50内的溶液进行电解，此时工作电极20产生电解电流。电控组件10实时检测电极上的电解电流，并获取电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势。此时，不同的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，即对应不同的细菌浓度。通过建立电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，将电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势带入电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线即可获得细菌浓度。本发明中，电解电流的产生、检测以及电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势均是可以实时检测的。因此本发明的细菌浓度检测速度非常快，同时，电解对于环境因素的要求非常低，使得本发明的细菌浓度检测组件可以使用多种环境。

在一些实施例中，所述细菌浓度检测组件还可以设置电极清洁装置，以在每一次进行细菌浓度检测前或者细菌浓度检测后，可以对电极(工作电极20、辅助电极40以及下文的参比电极30)进行清洗，以除去电极的杂质。提高下一次细菌浓度检测的精度。其中，清洁装置与电控组件10电连接，并在电控组件10的控制下工作(或者接收到电控组件10的电极清洗控制信号后，开始工作)，所述电极清洁装置可以是以下几种清洁装置中的一种或者多种组合。

有机清洁装置，通过排出有机溶剂，例如甲醇等至容器50内，将工作电极20和辅助电极40浸没，清除工作电极20和辅助电极40表面的有机吸附物。

机械抛光装置，先喷射抛光膏至工作电极20和辅助电极40，例如，金刚石抛光膏、氧化铝抛光膏；在将纯水排入容器50内，浸没工作电极20和辅助电极40，并发射超声波，在纯水中对工作电极20和辅助电极40进行超声波清洗，以清除工作电极20和辅助电极40表面的有机、无机吸附物质，既能得到清洁、新鲜的工作电极20和辅助电极40表面。而且能保证工作电极20和辅助电极40具备较高的表面光洁度。

电化学抛光装置，通过排出稀酸，例如稀硫酸至容器50内，浸没工作电极20和辅助电极40，并通过电控组件10输出激励信号。使得工作电极20与辅助电极40形成极化回路，进行氧化还原。此时工作电极20产生氧，辅助电极40表面产生氢。氢即可将辅助电极40表面的氧化物进行还原。随后电控组件10在输出与激励信号反相的反相激励信号，使得工作电极20与辅助电极40形成反向极化回路。工作电极20产生氢，辅助电极40表面产生氧。氢即可将工作电极20表面的氧化物进行还原。通过反复输出激励信号和反相激励信号，并保证最后一次输出的信号为反相激励信号，达到工作电极20和辅助电极40的还原的目的。

参照图2，在本发明的一实施例中，所述细菌浓度检测组件还包括：

参比电极30，与所述电控组件10电连接，所述参比电极30用于与所述工作电极20形成测试回路，并为所述电控组件10提供参考信号。

所述参比电极30可以采用电极电势已精确知晓而且又十分稳定的电极，例如银|氯化银电极、甘汞电极、氢电极等等。此处不做限定。参比电极30、工作电极20以及辅助电极40形成三电极体系。相比较两电极体系而言，三电极体系的精度更高。继续以电控组件10包括提供激励信号的极化电源装置、检测电解电流的装置，以及可以建立电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，并根据所述对应关系曲线和检测到的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势，确定容器50内的溶液的细菌浓度的信号处理装置，为例进行说明。在本实施例中，工作电极20、辅助电极40以及参比电极30形成两个回路，分别为：用于产生电解电流的极化回路，以及用于检测工作电极20的电势的测试回路。如此，既可以使得工作电极20有电解电流流过，又不会影响电控组件10对于电解电流和工作电极电势检测。

其中，极化回路由所述辅助电极40、工作电极20以及极化电源装置形成。电控组件10中的极化电源输出激励信号至工作电极20，使得工作电极20与辅助电极40对溶液进行电解，并在工作电极20上产生电解电流，供所述检测电流的装置检测。所述参比电极30、工作电极20以及信号处理装置形成检测回路。本实施例中，参比电极30不参与极化，因此没有极化电流流过，只有极其微小的检测电流，参比电极30的电势不会因为电解电流而导致自身的电势发生改变。如此，在检测过程中，信号处理装置以参比电极30的电势作为参考电位获取工作电极20的电势时，将参比电极30的电势作为参考信号。有利于提高工作电极电势的检测精度，进一步提升细菌浓度检测桩装置的精度。

在本发明的一实施例中，参照图1和图2，所述电控组件10包括用于输出激励信号的电源组件、用于检测工作电极20的电解电流的电流检测电路，用于检测工作电极的电势的电压检测电路，以及控制器。

其中，所述电源组件(也即上述的极化电源装置)可以包括受控端，第一电源端和第二电源端。其中，第一电源端与工作电极20连接，第二电源端与辅助电极40连接，以形成极化回路。

电源组件的受控端与控制器电连接，电源组件可以预设有多种类型的激励信号，分别对应不同的脉冲伏安法。控制器根据实际选用的脉冲伏安法，输出相应的控制信号至电源组件，电源组件再根据受控端接收到的控制信号，输出相应的激励信号至所述极化回路。

电流检测电路可以是专用的电流检测芯片、也可以是分立元件搭建的电流检测电路，此处不做限定。

控制器可以是微处理器。所述微处理器存储有电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线。本实施例中，微控制器包括用于输出控制信号的激励信号控制端，用于接收电流检测电路输出的电解电流的检测信号的信号接收端，以及用于接收电压检测电路输出的工作电极电势的电压接收端。

控制器根据电流检测电路输出的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势。带入存储的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的对应关系曲线，获取容器50内的细菌浓度。

参照图3和图4，在一实施例中，所述电控组件10输出的激励信号包括按照预设周期依次输出的第一电压信号和第二电压信号，在多个连续周期，当前周期的所述第一电压信号的幅值相对上一周期的所述第一电压信号的幅值逐级增长，当前周期的所述第二电压信号的幅值相对上一周期的所述第二电压信号的幅值逐级增长，每一周期的所述第二电压信号大于第一电压信号。

换言之，本申请电控组件10输出的激励信号为差分脉冲信号。

在本实施例中，所述电解电流的获取，可以为脉冲信号出现的第一预设时间后，进行电解电流的采样。以提高电解电流检测的精度。具体如下：

进一步地，每一周期内的所述第一电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长；每一周期内的所述第二电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长。

进一步地，参照图3，图3为激励信号的一种波形，纵坐标为激励信号的幅值，横坐标为时间，所述激励信号可以是第一激励信号A1：幅值随时间线性增长的直流电压与振幅恒定的脉冲电压叠加后的信号。或者参照图4，图4为激励信号的另外一种波形，纵坐标为激励信号的幅值，横坐标为时间，所述激励信号可以是第二激励信号A2：阶梯电势与振幅恒定的脉冲电压叠加后的信号。当然，激励信号不限于上述两种信号。

在一实施例中，所述电控组件用于在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

本实施例通过将工作电极电势分为三个电势区间，每一电势区间对应一个细菌浓度区间。在确定工作电极的电势后，即可确定细菌浓度区间，以细菌浓度区间检测代替细菌浓度检测，使得本实施例的算法计算量大大降低。进一步提高了细菌浓度检测的速度。

参照图1，在一实施例中，所述工作电极20包括壳体21和金属丝22，所述壳体21内部设置有容置腔以及连通所述容置腔的通孔211；所述金属丝22设置于所述容置腔并与电控组件10电连接。本实施例中，所述壳体21可以是玻璃或者其他材质。此处不做限定。只要不与容器50内的溶液发生反应或者剧烈反应，且能达到保护金属丝22，使得金属丝22不会因为工作电极20晃动、容器50晃动等因素，导致非常细的金属丝22断裂即可。

进一步地，所述金属丝22的一端与所述壳体21的通孔211平齐或者从所述通孔211伸出预设长度。需要说明的是，金属丝22(工作电极20)与溶液的接触面积的大小，决定了金属丝22的电流密度，金属丝22与所述容器50内的溶液的接触面积越小，金属丝22的电流密度越大，则电解电流的检测越容易。金属丝22与所述容器50内的溶液的接触面积越大，金属丝22的电流密度越小，则电解电流的检测越困难。本实施例中，金属丝22的一端与所述壳体21的通孔211平齐使得金属丝22与容器50内的溶液的接触面积仅仅为金属丝22的截面积。有效的减小了金属丝22与所述容器50内的溶液的接触面积，提高了电流密度，使得电解电流更容易被电流检测电路检测，提高了电解电流的检测精度和检测范围。同时可以避免金属丝22伸出壳体21，而因为晃动等因素，导致非常细的金属丝22断裂导。

进一步地，所述金属丝22的横截面的直径小于或者等于500微米。金属丝22的横截面的直径越小，则金属丝22的横截面的面积越小，金属丝22与容器50内的溶液的接触面积越小，电流密度越大，电解电流的检测精度和范围越大。因此本实施例设置金属丝22的横截面的直径小于或者等于500微米，进而可以对更低浓度的溶液进行检测，提高了细菌浓度的检测范围。

参照图7，在一实施例中，所述细菌浓度检测组件还包括显示模块，显示模块与电控组件10电连接，并根据在电控组件10的控制下，将所述容器50内的细菌浓度显示。

本实施例中，显示模块可以是LED指示灯组(多个LED灯组成，点亮不同数量的LED灯，表示不同的细菌浓度，例如，所述LED指示灯包括5个LED灯，则将细菌浓度分为五个区间，当检测到的细菌浓度落在第二区间时，点亮一个LED灯，当检测到的细菌浓度落在第一区间时，点亮二个LED灯，以此类推)、点阵屏、数显屏等，从而降低细菌浓度检测组件的体积以及成本。当然，显示模块也可以是其他大型的显示屏，以更好的显示细菌的浓度。

参照图7，本发明还提出一种细菌浓度检测装置，所述细菌浓度检测装置包括容器50、输气装置60、输液装置70以及上述的细菌浓度检测组件。

输气装置60与容器50连通并用于将第一预设体积的待测气体排入所述容器50内；输液装置70与所述容器50连通并用于将第二预设体积的液体排入所述容器50内；所述细菌浓度检测组件的工作电极20和辅助电极40设置于所述容器50内；所述细菌浓度检测组件的电控组件10还用于根据所述容器50内的液体的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定所述待测气体的细菌浓度。

本实施例中，所述容器50可以是任意类型的能容置液体的装置。所述细菌浓度检测装置可以包括主控制器，分别控制输气装置60和输液装置70的工作，当然，输气装置60和输液装置70也可以与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，由细菌浓度检测组件中的电控组件10对输气装置60和输液装置70进行控制。本实施例以输气装置60和输液装置70与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，由细菌浓度检测组件中的电控组件10对输气装置60和输液装置70进行控制为例进行说明，

所述输气装置60的第一端可以与存储有待测气体的容器50连通。也可以直接暴露至空气，将空气作为待测气体，输气装置60的第二端与所述容器50连通。所述输气装置60可以与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，并由细菌浓度检测组件的电控组件10控制其开始工作/停止工作。所述输气装置60上还设置有气体流量计，与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，以使得电控组件10可以确定排入容器50内的待测气体的体积，并在排入容器50内的待测气体的体积达到第一预设体积时，控制输气装置60停止工作。当然，所述输气装置60也可以预设好每一次排入第一预设体积的待测气体。并在接收到电控组件10输出的触发信号时，工作一次，将排入第一预设体积的待测气体后停止工作。

所述液体可以是纯水或者其他已知液体，为了方便细菌检测，本实施例以液体为纯水为例。从而只需检测纯水和待测气体混合后的细菌浓度，即可确定细菌含量。结合待测气体体积，即可确定待测气体细菌浓度。输液装置70的受控端也可以与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，并由细菌浓度检测组件的电控组件10控制其开始工作/停止工作。所述输液装置70上还设置有液体流量计，与细菌浓度检测组件的电控组件10电连接，以使得电控组件10可以确定排入容器50内的液体的体积，并在排入容器50内的液体的体积达到第二预设体积时，控制输液装置70停止工作。当然，所述输液装置70也可以预设好每一次排入第二预设体积的液体。并在接收到电控组件10输出的触发信号时，工作一次，将排入第二预设体积的液体后停止工作。

本实施例通过设置输气装置60和输液装置70，将第一预设体积的待测气体和第二预设体积的液体混合，形成混合溶液。再通过细菌浓度检测组件对混合溶液进行细菌浓度检测。获取混合溶液的细菌浓度。所述细菌浓度检测组件的电控组件10再根据所述容器50内的混合溶液的细菌浓度，与缓和溶液的体积(第二预设体积)，确定细菌的含量。再根据待测气体和细菌含量以及待测气体的体积(第一预设体积)，确定所述待测气体的细菌浓度，实现了对气体的细菌浓度检测。

参照图7，在一实施例中，输气装置60包括输气管61和气泵62，其中，输气管61的一端用于接入所述待测气体，另一端与所述容器50连通；气泵62设置于所述输气管61上并与所述电控组件10电连接，气泵62用于将所述待测气体输送至所述容器50，并控制输送的所述待测气体的体积。

本实施例中，输气管61可以包括：入气管和出气管，其中入气管一端用于接入待测气体，入气管的另一端与气泵62的入气端连通，出气管的一端与气泵62的出气端连通，出气管的另一端与容器50连接。

电控组件10控制气泵62工作，将待测气体从入气端输出至出气端，并输出至容器50内。且根据气体流量计，确定排入容器50内的待测气体的体积达到第一预设体积时，控制气泵62停止工作。

参照图7，在一实施例中，所述输液装置70包括贮存槽73、输液管71以及输液泵72，其中，贮存槽73用于储存所述液体；输液管71一端与所述贮存槽73连通，另一端与所述容器50连通；输液泵72设置于所述输液管71上并与所述电控组件10电连接，用于控制所述贮存槽73输送至所述容器50内的溶液的体积。

所述贮存槽73可以与外接隔离设置，使得贮存槽73内的液体不会与空气或者其他干扰物接触而被污染，导致影响测试精度。

所述输液泵72设置有液体流量计，所述液体流量计与所述电控组件10电连接，并将检测到的液体流量实时输出至电控组件10。以便电控组件10在确定容器50内的液体达到第二预设体积时，控制输液泵72停止工作。

参照图7，在一实施例中，所述细菌浓度检测装置还包括：

排液装置，用于将所述容器50内的液体排出。

所述排液装置可以是包括排液管和设置在排液管上的排液泵，排液泵与电控组件10连接，并在电控组件10的控制下工作时，通过排液管将容器50内的液体抽出，以进行下一次细菌浓度检测。使得本实施例的细菌浓度检测装置可以循环利用。

进一步地，所述容器50设置有液体排出口；

所述排液装置为排液阀，所述排液阀设于所述液体排出口，用于在打开时控制所述液体排出口排出所述容器50内的液体。所述排液阀与所述电控组件10电连接，所述电控组件10在确定容器50内的液体的细菌浓度后，控制排液阀打开，以控制所述液体排出口排出所述容器50内的液体，以进行下一次的细菌浓度检测。

进一步地，所述细菌浓度检测装置还可以包括废水贮存槽73，与所述排液装置中的排液管连通。以在所述排液装置工作时，贮存所述废液。进一步地，所述废水贮存槽73可以是可拆卸设置，以便在每一次废液贮存满了之后，可以将废水贮存槽73拆下，将废液倒出。在一些实施例中，所述废水贮存槽73还可以包括废液排出管和废液排液阀，废液排液阀用于在被触发时，将废水贮存槽73中的废液通过废液排出管排出。

在一实施例中，所述细菌浓度检测装置还可以包括清洗装置，所述清洗装置可以与贮存槽73或者外部的纯水接入端连接。所述清洗装置与电控组件10电连接。所述电控组件10可以在每一次进行细菌浓度检测前，控制清洗装置将纯水排放至容器50。再控制排液阀开启，将容器50内的液体排出，对容器50进行清洗。避免上一次细菌浓度检测的残余液体对这一次细菌浓度检测的结果造成影响。

在一实施例中，所述细菌浓度检测装置可以周期性主动触发，也即细菌浓度检测装置周期性的工作，对待测气体的细菌浓度进行检测。在另一实施例中，所述细菌浓度检测装置可以是通过输入单元被动触发，并在被动触发后，进行待测气体的细菌浓度检测。

为了更好的说明本发明原理，参照图1至图7，结合上述实施例，对本发明的工作流程进行说明。

细菌浓度检测装置触发后，细菌浓度检测装置的细菌检测组件中的电控组件10，控制输液装置70工作，将液体排入容器50中，并通过液体流量计，确认排入的液体的体积到达第二预设体积后，控制输液装置70停止工作(此时，液体应该没过输气装置60的第二端，已使得待测气体和液体能充分混合，同时液体没过工作电极20、辅助电极40以及参比电极30)，输液完毕，随后电控组件10控制输气装置60工作，将待测气体排入容器50中，并与液体充分混合。且通过气体流量计确认待测气体的体积达到第一预设体积后，控制输气装置60停止工作，此时容器50内的混合溶液，即为待测溶液。

电控组件10输出激励信号至工作电极20，使得工作电极20与辅助电极40形成极化回路，并检测流经工作电极20的电解电流以及工作电极的电势，并获取电解电流峰值时刻的工作电极的电势，通过电控组件10存储的电解电流峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的关系曲线，确定细菌浓度后。控制所述显示模块，将细菌浓度显示。同时，控制排液装置工作，将容器50内的溶液排出。并等待下一次的触发，以开启下一次细菌浓度检测。

参照图8，本发明还提出一种细菌浓度检测方法，该细菌浓度检测方法包括以下步骤：

S100、排入第二预设体积的液体至容器内；

容器可以是密闭的，也可以是开放的。液体可以是纯水或者其他液体。可以通过输液泵、输液管以及液体流量计实现。输液管一端贮存有液体的贮存槽或者直接与水管连接，接入自来水；输液管的另一端与容器连接，通过输液泵控制输液管将液体排入容器内，并通过液体流量计计算排入的液体体积，在达到第二预设体积时，控制输液泵停止工作。

S200、排入第一预设体积的空气至容器内，使得空气与液体形成混合溶液；

可以通过气泵、输气管以及气体流量计实现。输气管的一端暴露于空气中，输气管的另一端与容器连接，并被液体没过。通过气泵控制输气管将空气排入容器内的液体中，并通过气体流量计计算排入的空气体积，在达到第一预设体积时，控制气泵停止工作。

S300、输出激励信号至工作电极，以对容器内的空气和液体的混合溶液进行电解；

所述激励信号可以通过电源组件发出，作用于浸没于混合溶液内的工作电极和辅助电极，以刺激所述工作电极、辅助电极以及待测溶液形成极化回路，产生电解电流。

S400、获取工作电极的电解电流；

所述电解电流可以通过与工作电极电连接的电流检测电路获取，例如电流霍尔传感器。

S500、根据所述电解电流，获取所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势；

所述工作电极的电势可以通过与参比电极或者辅助电极的电势作为参考电势，通过电压检测电路获取工作电极的电势。

S600、根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度；

S700、根据所述混合溶液的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定空气的细菌浓度。

可以通过微处理器，微处理器可以与上述的输液泵、液体流量计、气泵、气体流量计、电源组件、电流检测电路、电压检测电路、工作电极、参比电极、辅助电极分别连接。微处理存储有空气细菌浓度检测的程序，并在执行上述细菌浓度检测的程序时，实现细菌浓度的检测方法。微处理器可以建立/存储有电流峰值时刻对应的工作电极电势与细菌浓度的关系曲线或者表格，并将电解电流峰值时刻对应的工作电极电势带入所述关系曲线或者表格，估算出所述细菌浓度或者浓度区间。微处理器根据细菌浓度以及液体的第二预设体积，可以计算出细菌的含量。再通过细菌含量与空气的第一预设气体相除。则计算出空气中的细菌浓度。

在本实施例中，可以是当所述电流峰值时刻对应的工作电极电势无法在表格中找到对应数据时，可以将获取表格中相邻的两个数据，且这两个数据形成的区间包括电流峰值时刻对应的工作电极电势，再根据电流峰值时刻对应的工作电极电势与这两个数据中的哪个差值更小，则确定差值小的数据对应的细菌浓度为我们需要获取的细菌浓度。

在一实施例中，所述步骤根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度具体为：

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

可以通过微处理器将采集到的电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，与多个电势区间进行比较，确定工作电极的电势所属的电势区间，在根据电势区间与浓度区间的映射关系，确定浓度区间。实际应用时，可以直接根据浓度区间进行相应操作。例如细菌浓度所述的浓度区间较大时，显示细菌浓度超标。

在一实施例中，所述工作电极的直径小于500微米。

工作电极的直径越小，电流密度越大，则电解电流的检测越方便，检测精度越高。本实施例提高了电解电流的检测精度，最终提高了空气细菌浓度的检测精度。

本发明还提出一种电器设备，所述电器设备包括上述的细菌浓度检测组件；或者细菌浓度检测装置。该细菌浓度检测组件或者细菌浓度检测装置的具体结构参照上述实施例，由于本电器设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

所述细菌浓度检测装置的容器50可以是电器设备中已有的容器50，也即与其他功能模块复用一个容器50。当然也可以是为了进行细菌浓度检测，单独设置的容器50。

所述细菌浓度检测装置的贮存槽73可以是电器设备中已有的容器50。例如当所述电器设备为加湿器时，细菌浓度检测装置的贮存槽73可以是加湿器中的贮水槽。

所述细菌浓度检测装置/细菌浓度检测组件还可以与电器设备的主控制器连接，并将检测到的空气细菌浓度输出至主控制器。所述电器设备的主控制器再根据细菌浓度确认下一步工作。

例如，当电器设备为空气净化器时，所述待测气体为空气，在通过细菌浓度检测装置确定空气的细菌浓度超标时，加大空气净化的强度。而在确定空气的细菌浓度小于预设值时，减小空气净化的强度。

当所述电器设备为加湿器/宠物喂水器等，所述容器50内的溶液为加湿器/宠物喂水器中的液体，在通过细菌浓度检测组件，确定加湿器/宠物喂水器中的液体细菌浓度超出预设值时，停止工作。

在一实施例中，所述电器设备为空调器、空气净化器、加湿器或者消毒机中的一种。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (20)

1.一种细菌浓度检测组件，用于检测容器内溶液的细菌浓度，其特征在于，所述细菌浓度检测组件包括：

工作电极，用于设置于所述容器内；

辅助电极，用于设置于所述容器内；以及

电控组件，与所述工作电极和所述辅助电极分别电连接，所述电控组件用于输出激励信号至所述工作电极，以使所述工作电极和所述辅助电极对所述容器内的溶液进行电解；以及用于检测所述工作电极的电解电流和工作电极电势，并根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势确定所述容器内的溶液的细菌浓度。

2.如权利要求1所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述电控组件包括：

电源组件，与所述工作电极和所述辅助电极分别电连接，所述电源组件用于输出激励信号至所述工作电极，以使所述工作电极和所述辅助电极对所述容器内的溶液进行电解；

电流检测电路，用于检测所述工作电极的电解电流；

电压检测电路，用于检测所述工作电极的工作电极电势；以及

控制器，与所述电源组件和所述电流检测电路分别连接，所述控制器用于根据检测的电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势确定所述容器内的溶液的细菌浓度。

3.如权利要求1所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述细菌浓度检测组件还包括：

参比电极，与所述电控组件电连接，所述参比电极用于与所述工作电极形成测试回路，并为所述电控组件提供电压参考信号。

4.如权利要求1-3任一项所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述电控组件输出的激励信号包括按照预设周期依次输出的第一电压信号和第二电压信号，在多个连续周期，当前周期的所述第一电压信号的幅值相对上一周期的所述第一电压信号的幅值逐级增长，当前周期的所述第二电压信号的幅值相对上一周期的所述第二电压信号的幅值逐级增长，每一周期的所述第二电压信号大于第一电压信号。

5.如权利要求4所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，每一周期内的所述第一电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长；

每一周期内的所述第二电压信号的幅值不变或者按照预设斜率线性增长。

6.如权利要求1所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述电控组件用于在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

7.如权利要求1-3任一项所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述工作电极包括：

壳体，所述壳体内部设置有容置腔以及连通所述容置腔的通孔；

金属丝，与所述电控组件电连接，所述金属丝设置于所述容置腔内。

8.如权利要求7所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述金属丝的一端与所述壳体的通孔平齐或者从所述通孔伸出预设长度。

9.如权利要求7所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述金属丝的横截面的直径小于或者等于500微米。

10.如权利要求1-3任一项所述的细菌浓度检测组件，其特征在于，所述细菌浓度检测组件还包括：

显示模块，与所述电控组件电连接；

所述电控组件还用于控制所述显示模块显示检测到的细菌浓度。

11.一种细菌浓度检测装置，其特征在于，所述细菌浓度检测装置包括：

容器；

输气装置，与所述容器连通，所述输气装置用于将第一预设体积的待测气体排入所述容器内；

输液装置，与所述容器连通，所述输液装置用于将第二预设体积的液体排入所述容器内；

以及如权利要求1至10任意一项所述的细菌浓度检测组件，所述细菌浓度检测组件的工作电极和辅助电极设置于所述容器内；

所述细菌浓度检测组件的电控组件还用于根据所述容器内的液体的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定所述待测气体的细菌浓度。

12.如权利要求11所述的细菌浓度检测装置，其特征在于，所述输气装置包括：

输气管，一端用于接入所述待测气体，另一端与所述容器连通；

气泵，设置于所述输气管上，与所述电控组件电连接，用于将所述待测气体输送至所述容器，并控制输送的所述待测气体的体积。

13.如权利要求11所述的细菌浓度检测装置，其特征在于，所述输液装置包括：

贮存槽，用于储存所述液体；

输液管，一端与所述贮存槽连通，另一端与所述容器连通；

输液泵，设置于所述输液管上，与所述电控组件电连接，用于控制所述贮存槽输送至所述容器内的溶液的体积。

14.如权利要求11所述的细菌浓度检测装置，其特征在于，所述细菌浓度检测装置还包括：

排液装置，用于将所述容器内的液体排出。

15.如权利要求14所述的细菌浓度检测装置，其特征在于，所述容器设置有液体排出口；

所述排液装置为排液阀，所述排液阀设于所述液体排出口，用于在打开时控制所述液体排出口排出所述容器内的液体。

16.一种空气细菌浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

排入第二预设体积的液体至容器内；

排入第一预设体积的空气至容器内，使得空气与液体形成混合溶液；

输出激励信号至工作电极，以对容器内的空气和液体的混合溶液进行电解；

获取工作电极的电解电流；

根据所述电解电流，获取所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势；

根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度；

根据所述混合溶液的细菌浓度、第一预设体积以及第二预设体积，确定空气的细菌浓度。

17.如权利要求16所述的细菌浓度检测方法，其特征在于，所述步骤根据所述电解电流的峰值时刻对应的工作电极的电势，获取混合溶液的细菌浓度具体为：

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.270伏特，小于-0.245伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为1CUF/ml至10²CUF/ml之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.285伏特，小于-0.270伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10²CUF/m至10⁸CUF/m之间；

在电解电流的峰值时刻对应的工作电极电势大于等于-0.367伏特，小于-0.285伏特时，确定所述混合溶液的细菌浓度为10⁸CUF/m至10¹⁰CUF/m之间。

18.如权利要求14所述的细菌浓度检测方法，其特征在于，所述工作电极的直径小于500微米。

19.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括如权利要求1至10任意一项所述的细菌浓度检测组件，或者如权利要求11至15任意一项所述的细菌浓度检测装置。

20.如权利要求19所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为空调器、空气净化器、加湿器或者消毒机中的一种。

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