CN201177613Y - 海水重金属污染物现场分析仪 - Google Patents

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范影乐
徐平
沈伟
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Abstract

本实用新型涉及一种重金属污染物现场分析仪。现有的设备价格昂贵、功耗大、体积大，不适合现场检测。本实用新型包括顺序互连的PC机、检测电路和三电极电化学反应装置。检测电路中D/A转换模块、恒电位仪模块、电流电压转换模块和A/D转换模块顺序连接，D/A转换模块、A/D转换模块和LCD液晶显示模块与微处理器模块连接，串口通讯模块与微处理器模块互连。串口通讯模块与PC机连接，恒电位仪模块与三电极电化学反应装置的参比电极和对电极连接，电流电压转换模块与三电极电化学反应装置的工作电极连接。本实用新型不仅体积小、价格低、灵敏度高，而且可以同时检测多种重金属元素，适合于海水现场实时检测。

Description

海水重金属污染物现场分析仪
技术领域
本实用新型属于重金属检测技术领域，涉及一种重金属污染物现场分析仪，主要用于快速检测海水中的重金属污染物，还可应用于海水水质环境的检测，食品中重金属检测，水产养殖业等行业。
技术背景
重金属污染是影响海洋生态环境的重要因素，重金属元素(如Zn，Cd，Pb，Cu，Fe等)往往长期积累在生物体内不可降解，即使在极其微量的情况下也会产生不良后果，各种生态系统都不同程度地受到重金属离子的影响.通常检测海水重金属需要现场采样后送到实验室进行分析，成本高、效率低，而且由于没有及时检测、水样中途发生变化，以及水样传输过程中的污染都会影响检测结果的客观性。采用轻便的仪器进行现场实时检测可以提高测量准确度、降低分析成本。大部分现代重金属分析系统，如原子吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱等，仪器价格昂贵、功耗大、体积大、结构复杂且需要较长的分析时间、复杂和多步骤的分析过程，不适合现场检测。
发明内容
本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种体积小、价格低、检测快速方便和灵敏度高的海水重金属污染物快速分析仪。
本实用新型包括顺序互连的PC机、检测电路和三电极电化学反应装置。
检测电路包括微处理器模块、电源模块、D/A转换模块、恒电位仪模块、电流电压转换模块、A/D转换模块、LCD液晶显示模块和串口通讯模块。电源模块与其他模块连接，为其他模块供电。微处理器模块采用Microchip公司的PIC24HJ256GP610芯片，工作主频为8MHz，工作电压是+3.3v。D/A转换模块、恒电位仪模块、电流电压转换模块和A/D转换模块顺序连接，D/A转换模块、A/D转换模块和LCD液晶显示模块与微处理器模块连接，串口通讯模块与微处理器模块互连。串口通讯模块与PC机连接，恒电位仪模块与三电极电化学反应装置的参比电极和对电极连接，电流电压转换模块与三电极电化学反应装置的工作电极连接。串口通讯模块设置的波特率为9600bps；恒电位仪模块包括两片运放OPA606芯片和一片缓冲器BUF634芯片，通过使参比电极电位始终跟随D/A转换输出的脉冲扫描电压的变化，实现恒电位。
本实用新型中各模块均采用现有技术，可通过购买等方式取得。
本实用新型的工作原理是：首先检测电路上电后进行硬件的初始化工作，接下来通过串口接收PC机的参数设置命令，对溶出伏安法扫描起始电压、步进电压、脉冲幅值等参数进行设置，经D/A转换模块向恒电位仪模块输出差分脉冲溶出扫描电压，由电流电压转换电路将电化学测试模块所测得的电流信号转换为电压信号，并由A/D转换模块对电压信号进行采样，检测电路将采样的电压信号经串口传输数据到PC机进行数据分析和处理。
本实用新型的基于溶出伏安法的海水重金属检测仪，不仅具有仪器体积小、价格低、检测快速方便和灵敏度高的优点，而且可以同时检测多种重金属元素，非常适合于海水现场实时检测。
附图说明
图1为本实用新型的结构原理示意图；
图2为图1中检测电路的结构示意图。
具体实施方式
如图1，海水重金属污染物现场分析仪包括顺序互连的PC机1、检测电路2和三电极电化学反应装置3。
如图2，检测电路2包括微处理器模块2-1、电源模块2-2、D/A转换模块2-3、恒电位仪模块2-4、电流电压转换模块2-5、A/D转换模块2-6、LCD液晶显示模块2-7和串口通讯模块2-8。电源模块2-2与其他模块连接，为其他模块供电。微处理器模块2-1采用Microchip公司的PIC24HJ256GP610芯片，工作主频为8MHz，工作电压是+3.3v。D/A转换模块2-3、恒电位仪模块2-4、电流电压转换模块2-5和A/D转换模块2-6顺序连接，D/A转换模块2-3、A/D转换模块2-6和LCD液晶显示模块2-7与微处理器模块2-1连接，串口通讯模块2-8与微处理器模块2-1互连。串口通讯模块2-8与PC机1连接，恒电位仪模块2-4与三电极电化学反应装置3的参比电极和对电极连接，电流电压转换模块2-5与三电极电化学反应装置3的工作电极连接。串口通讯模块设置的波特率为9600bps；恒电位仪模块包括两片运放OPA606芯片和一片缓冲器BUF634芯片，通过使参比电极电位始终跟随D/A转换输出的脉冲扫描电压的变化，实现恒电位。
本实施例中，D/A转换模块2-3采用DAC712 D/A转换芯片、电流电压转换模块2-5包括8路模拟开关MAX308和增益可编程运算放大器PGA205、A/D转换模块2-6采用ADS7805A/D转换芯片、LCD液晶显示模块2-7采用LCD1602A集成液晶屏、串口通讯模块2-8采用MAX232芯片。

Claims (1)

1、海水重金属污染物现场分析仪，包括顺序互连的PC机、检测电路和三电极电化学反应装置，其特征在于：
所述的检测电路包括微处理器模块、电源模块、D/A转换模块、恒电位仪模块、电流电压转换模块、A/D转换模块、LCD液晶显示模块和串口通讯模块，电源模块与其他各模块连接；D/A转换模块、恒电位仪模块、电流电压转换模块和A/D转换模块顺序连接，D/A转换模块、A/D转换模块和LCD液晶显示模块与微处理器模块连接，串口通讯模块与微处理器模块互连；串口通讯模块与PC机连接，恒电位仪模块与三电极电化学反应装置的参比电极和对电极连接，电流电压转换模块与三电极电化学反应装置的工作电极连接。
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