CN202305470U - 用于现场痕量重金属检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电化学检测领域，具体的说是用于痕量重金属检测的装置，更为具体的说是一种可以用于现场痕量重金属检测的装置。本发明的目的在于提供一种便携式的可以用于现场痕量重金属检测的装置，从而在保证检测灵敏度的同时适宜于现场检测，提高仪器使用的便携度，从而进一步提高检测效率。本发明提供了一种用于现场痕量重金属检测的装置，所述检测装置包括微分电位溶出仪和丝网印刷电极。不仅仪器结构简单，而且避免了电极预处理，方便使用。同时采用本发明公开的检测设备进行痕量重金属检测，操作简单，检测灵敏度高，可广泛用于废水，地表水，海水，饮用水，生物质液中重金属的检测，在环境监测，食品安全，临床检测等领域具有广泛的应用前景。

Description

用于现场痕量重金属检测的装置

技术领域

本发明涉及电化学检测领域，具体的说是用于痕量重金属检测的装置，更为具体的说是一种可以用于现场痕量重金属检测的装置。

背景技术

随着工业化进程，重金属污染环境的问题日益突出。重金属污染的水体和土壤会在植物和水产品体内进一步地的蓄集，受到重金属污染的食品和饮用水会危害人们的健康。最近发生的数次重金属污染事件更是给重金属监测提出更高的要求，对污染源的现场检测提出更紧迫的需求。

目前重金属检测主要方法有分光光度法，原子吸收光谱法，原子荧光光谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法和电化学溶出法。分光光度法仪器便宜，但操作繁琐，灵敏度低，不适合痕量重金属的检测; 原子吸收光谱法，原子荧光光谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法虽然灵敏度高，但都存在需要大型仪器，不适合现场使用，测定步骤多，测定周期长，成本高的问题。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种便携式的可以用于现场痕量重金属检测的装置，从而在保证检测灵敏度的同时适宜于现场检测，提高仪器使用的便携度，从而进一步提高检测效率。

为了达到上述的发明目的，本发明提供了一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述检测装置包括微分电位溶出仪和丝网印刷电极；

所述微分电位溶出仪包括壳体、设置于壳体内的工作主板、以及壳体外侧设置的用于丝网印刷电极固定的插槽；还包括有显示屏、按键、电源插口和/或电池盒；

所述工作主板包括控制单元、D/A和A/D模块、恒电位模块、按键区、排针以及电源模块；

所述显示屏、按键、电源插口和/或电池盒分别通过壳体与工作主板的排针、按键区以及电源模块连接；

     所述丝网印刷电极包括基片，所述基片上印刷有工作电极、对电极和参比电极，所述三电极上还涂胶复合有绝缘层，所述绝缘层带有异型孔，所述异型孔与电极适配，形成电解池腔。

现场痕量重金属检测主要分为数据采集、数据分析处理、处理结果输出，其中数据采集依靠丝网印刷电极，数据的分析处理主要通过工作主板完成，处理结果的输出则通过显示屏完成，具体来说，首先将不同重金属检测对应需要的丝网印刷电极插入到微分电位溶出仪壳体的插槽，然后将试样滴加至电解池腔，按键输入检测项目参数，之后微分电位溶出仪集成恒电位富集对电极的控制和溶出过程中数据的采集，并且将采集的数据计算、分析，最后得到结果在液晶屏上显示。

由于本发明中既可以单独使用电源插口或电池盒，也可以将电源插口与电池盒配合使用，所以电能的提供方式更加多元化，可以根据实际条件，选择性的使用电源供电和电池供电，如果配合充电电池，还可以在电源供电的同时完成充电。

作为本发明的改进，所述微分电位溶出仪还设置有通讯口。从而使得处理结果输出的部分有了两种选择，可以根据需要直接显示在显示屏上，也可以通过通讯口传输到计算机等存储、分析装置中。

当然，在本发明中还公开了控制的优选方式为C8051系列单片机。

作为丝网印刷电极的基片的优选方式，本发明公开了：所述丝网印刷电极的基片为白色不透明PET膜，所述绝缘层是蓝色或绿色的PET膜。

并且进一步的公开了所述工作电极、对电极为碳电极，用导电碳油墨印制；所述参比电极为银－氯化银电极，用导电银－氯化银油墨印制。

采用本发明所公开的技术方案后，不仅仪器结构简单，而且避免了预处理，方便使用。同时采用本发明公开的检测设备进行痕量重金属检测，操作简单，检测灵敏度高，可广泛用于废水，地表水，海水，饮用水，生物质液中重金属的检测，在环境监测，食品安全，临床检测等领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为用于现场痕量重金属检测的装置的立体示意图；

图2为用于现场痕量重金属检测的装置的俯视图；

图3为用于现场痕量重金属检测的装置的仰视图；

图4为用于现场痕量重金属检测的装置的后视图；

图5为用于现场痕量重金属检测的装置的模块示意图；

图6为本发明中丝网印刷电极结构示意图；

图7为本装置重现性检测图；

图8为本发明装置对重金属铅样品的检测图；

图9为本发明装置对重金属镉样品的检测图；

图10为本发明装置对重金属锌样品的检测图；

图11为本发明装置对重金属铟样品的检测图；

图12为本发明装置对重金属铜样品的检测图。

具体实施方式

     下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

如图1至图4所示，用于现场痕量重金属检测的装置包括微分电位溶出仪和丝网印刷电极，其中微分电位溶出仪包括壳体101，壳体101正面上部有液晶屏102，下部为按键103，壳体101背面下部电池盒104，内置充电电池，壳体101侧面上端有丝网印刷电极的插槽105，壳体101侧面下端分别设有电源插口106和通讯口107，壳体101内置工作主板108。

工作主板108的连接分布图如图5所示，控制单元201，D/A和A/D模块202，恒电位模块203和电源模块204共同组成工作主板108。控制单元201是基于C8051系列芯片为核心的嵌入式的微处理器，可满足控制，采集，数据处理和显示的需要。其中控制单元201通过D/A和A/D模块202来控制恒电位模块203工作并采集恒电位模块203的信号，A/D模块202每隔一段时间采集电位数据，在此电位处记+1，采集数据完成后会自动生成ｄｔ／ｄＥ的微分数据，这样在采集过程中完成数据的微分化处理，节省采集后数据计算分析的工作量。

输入单元(按键)103来开启关闭仪器，并设置工作参数在显示单元（液晶屏）102上显示确认，控制单元201通过D/A和A/D模块                                                

202采集到的数据可经自身计算直接得到结果在液晶屏102上显示也可经通讯口107数据线上传计算机上，可用于实验室分析用。

电源模块204管理供电模式，当电源适配器连接电源插口106，此时由电源适配器供电，同时给电池盒104内的充电电池充电；当电源插口106没有连接电源适配器时，由电池盒104内的充电电池供电，保证没有电源条件下现场使用。

丝网印刷电极如图6所示，包括丝网印刷电极基片301，其选用白色PET膜，为长条形，厚度大于0.15mm，电极接头302是插进插槽105连接恒电位模块203。工作电极303和对电极304用导电碳油墨印制；参比电极305为银氯化银导电油墨印制；蓝（绿）色PET膜306一面涂有胶预先经冲裁出异型孔307，在电极上压制PET膜306形成绝缘层，对应异型孔307则是三电极303，304和305形成电解池腔308，检测试样时就是将试样滴加至电解池腔308。

实施例2  本发明装置检测重现性实验

铅试样的准备：0.2ml铅水样加入0.8ml检测液中，混匀；检测液为0.125M草酸铵和1.0M盐酸缓冲液，内含24mg／L汞离子。

按键开启微分电位溶出仪，待仪器稳定后，通过按键103设置铅的参数，数据线连接通讯口107与电脑通讯，丝网印刷电极插入插槽105，滴加试样至电解池腔108，启动测试程序，待检测完毕后，工作主板108对检测数据进行计算、分析，并且将数据通过通讯口107上传到电脑上存储、分析。弃去用过的丝网印刷电极，再插入新的丝网印刷电极，重复测试。测试分析得到的图形如图7所示。通过实验结果可以看出本发明的便携式痕量重金属检测系统对以铅为代表的重金属检测有良好的重现性。

实施例3

铅试样的准备：以不同铅浓度的水样0.2ml加入0.8ml检测液中，混匀；检测液同实施例1，检测操作步骤同实施例1，每种浓度只做一次。测试分析得到的图形如图8所示。通过实验结果可以看出显示出本发明的便携式痕量重金属检测系统测试结果铅离子浓度有相关性。

实施例4

镉试样的准备：0.2ml镉水样加入0.8ml检测液中，混匀；检测液为0.1-1.0 M草酸铵和0.2-2.0 M盐酸缓冲液，内含24mg／L汞离子和0.2 mg／L铅离子，检测操作步骤除了将按键设置改为镉的参数其他同实施例1。测试分析得到的图形如图9所示。显示出本发明的便携式痕量重金属检测系统对重金属镉离子有良好的响应。

实施例5

锌试样的准备：0.2ml锌水样加入0.8ml检测液中，混匀；检测液同实施例3，检测操作步骤除了将按键设置改为锌的参数其他同实施例1。测试分析得到的图形如图10所示。从结果可以看出本发明的便携式痕量重金属检测系统对重金属锌离子有良好的响应。                                    

                                 

实施例6

铟试样的准备：0.2ml铟水样加入0.8ml检测液中，混匀；检测液同实施例3，检测操作步骤除了将按键设置改为铟的参数其他同实施例1。测试分析得到的图形如图11所示。显示出本发明的便携式痕量重金属检测系统对重金属铟离子有良好的响应。

实施例7

铜试样的准备：0.2ml铜水样加入0.8ml检测液中，混匀；检测液同实施例3，检测操作步骤除了将按键设置改为铜的参数其他同实施例1。测试分析得到的图形如图12所示。显示出本发明的便携式痕量重金属检测系统对重金属铜离子有良好的响应。

Claims (5)

1.一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述检测装置包括微分电位溶出仪和丝网印刷电极；

所述微分电位溶出仪包括壳体、设置于壳体内的工作主板、以及壳体外侧设置的用于丝网印刷电极插入的插槽；还包括有显示屏、按键、电源插口和/或电池盒；

所述工作主板包括控制单元、D/A和A/D模块、恒电位模块、按键区、排针以及电源模块；

所述显示屏、按键、电源插口和/或电池盒分别通过壳体与工作主板的按键区、排针以及电源模块连接；

     所述丝网印刷电极包括基片，所述基片上印刷有工作电极、对电极和参比电极，所述三电极上还涂胶复合有绝缘层，所述绝缘层带有异型孔，所述异型孔与电极适配，形成电解池腔。

2.根据权利要求1所述的一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述微分电位溶出仪还设置有通讯口。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述控制单元为C8051系列单片机。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述丝网印刷电极的基片为白色不透明PET膜，所述绝缘层是蓝色或绿色的PET膜。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于现场痕量重金属检测的装置，其特征是：所述工作电极、对电极为碳电极，用导电碳油墨印制；所述参比电极为银－氯化银电极，用导电银－氯化银油墨印制。

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