CN211927681U - 一种利用手机进行重金属检测的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种利用手机进行重金属检测的装置，包括装置主体、设置于装置主体下部的测量单元，所述装置主体和测量单元之间设置有手机夹套，所述手机夹套放置带有光线传感器的手机，所述测量单元沿光线进入方向依次设置有LED灯贴片、通光孔、滤光片插槽、比色皿插槽。本实用新型使用方便快捷，利用现有的手机检测分析，检测效率高，成本低廉，有助于普通民众的大规模普及应用，不会带来环保方面的问题，无需外接电源，预留电线通道和可伸缩弹簧管可以测量环境简化，手机随用随取，方便快捷。

Description

一种利用手机进行重金属检测的装置

技术领域

本实用新型涉及重金属污染物监测技术领域，具体涉及一种利用手机进行重金属检测的装置。

背景技术

铜离子、汞离子、铬离子、镉离子等重金属离子，如果含量超标，不仅会对生态环境造成极大的影响，甚至会危害到人类的生命安全,因此有效检测重金属离子非常重要。目前，重金属离子已商品化的手段主要有重金属检测试剂盒和重金属检测仪。重金属检测试剂盒其便携性高，但是只能测量特定某种重金属离子，且只能测出一个范围；重金属检测仪可以检测多种重金属离子，但是其价格昂贵，对于普通民众实用性不高，因此多用于科研领域或检测部门，而普通家庭对于重金属离子检测的检测只能依靠有关检测部门、实验室，这就使得普通民众希望检测生活中某些重金属极为不便。

CN208721606U公开了一种重金属离子浓度的光电化学检测装置，包括电源模块、检测模块、数据输出模块、信号补偿模块和数据信号处理模块；所述电源模块用于为检测装置供电；所述检测模块用于电化学测试，所述传感器用于检测实测电流信号；所述数据输出模块用于信号数据输出显示。该技术方案可以满足实验室多种溶液体系中重金属离子的检测需求，然而装置过于繁琐，使用也不够便捷。

CN 206038522 U公开了一种便携式重金属检测仪，包括电源系统、等离子体激发系统和光谱分析系统；等离子体激发系统包括第一透光区和设置在第一透光区中用于产生等离子体以对待检测样品进行高温激发使其产生光的电极对；光谱分析系统包括用于收集所述第一透光区透过的光的集光透镜和暗箱；电源系统分别与电极对和光电转换模块连接。该技术方案在说明书中指出，还可以选用于机、数码相机做光电转换模块和光谱处理装置，但是并没有给出相关的结构造型，而且该技术方案使用了激光器，事实上以手机作为电源是难以实现激光器的长时间使用的。

综上所述，现有技术仍然缺乏一种便捷、高效的重金属检测的装置。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术的不足，开发一种利用手机进行重金属检测的装置，能够兼顾便携性和准确性，有助于在日常生活中的大规模应用。本实用新型的详细技术方案如下所述。

一种利用手机进行重金属检测的装置，包括装置主体、设置于装置主体下部的测量单元，所述装置主体和测量单元之间设置有手机夹套，所述手机夹套放置带有光线传感器的手机，所述测量单元沿光线进入方向依次设置有LED灯贴片、通光孔、滤光片插槽、比色皿插槽，所述通光孔正对所述手机的光线传感器，光线通过所述测量单元后被手机的光线传感器感应，所述LED灯贴片上设置有LED灯供电插口，所述手机通过电源线连接LED灯供电插口给所述LED灯贴片提供电能。

在进行测量时，本申请首先通过查询资料得出所测溶液吸收光谱的特征波长，选择适合的波长滤光片。将波长滤光片插入滤光片插槽，将待测溶液添加进比色皿中，将比色皿插入比色皿插槽中，装置主体的通光孔对准手机正面的光线传感器。打开装置开关，此时LED的白光透过滤光片后变为目标波长段的光，光通过溶液后被手机的光线传感器感应。打开手机应用程序光强仪，测量此时手机光线感应器感应光强，得到测量溶液的吸光度。溶液对光的吸收在一定条件下遵守朗伯-比尔定律，重金属离子与相应试剂反应生成显色络合物质，显色络合物质的颜色及深浅会随着离子浓度不同而变化，当最大吸收波长的入射光通过溶液时，部分光会被吸收，不同颜色、不同深浅程度均会影响溶液对入射光的吸收能力，导致透射光的强度发生变化，这种光强的变化可以被传感器接收，分别以(不同浓度)标准溶液的吸光度和溶液浓度为横、纵坐标绘出化合物溶液的标准曲线得到其所对应的数学方程，进而能够测出溶液中重金属离子的浓度。

作为优选，所述装置主体包括一体成型的基座和垂直于基座的立柱，所述立柱支撑所述手机，所述基座位于手机的一侧装载测量单元，所述立柱位于所述基座水平方向长度的 1/3处，装载所述测量单元一侧占据所述基座长度的2/3。由于所述测量单元会装置溶液，测量时会较重，通过多番测试，测量单元占据基座的2/3处时整个装置比较平衡稳定。

作为优选，所述立柱轴线出形成中空的垂直孔洞，所述测量单元一侧的所述基座中间部分形成水平孔洞，所述垂直孔洞与水平孔洞连接形成预留电线通道，所述预留电线通道可用来装载手机充电线。

预留电线通道，可以给手机充电，也可以给LED灯贴片供电，由于内部设置有预留电线通道，整个装置外部的测量环境非常简洁，有助于更加快速便捷的测量。

作为优选，所述装置主体设置有测量装置夹具，所述测量装置夹具设置有可伸缩弹簧管，所述测量装置夹具通过可伸缩弹簧管使得所述手机与立柱夹紧。

作为优选，所述测量装置夹具设置有若干个可伸缩弹簧管，所述可伸缩弹簧管位于所述测量装置夹具的两侧。可伸缩弹簧管可以扩展手机的厚度，市面上的各种手机都能够应用本装置。而且可伸缩弹簧管可以让手机使用时直接插入装置主体和测量单元之间，方便快捷。

作为优选，所述LED灯贴片设置有与所述LED灯贴片尺寸一致的凸透镜。

作为优选，所述测量单元表面覆盖有镜面贴纸。所述镜面贴纸可以减少光线在通过空中的散射损失。

作为优选，所述比色皿插槽中插入比色皿，所述比色皿放置待测溶液，所述所述比色皿设置有不透光盖。不透光盖可以避免自然光进入造成的误差，也可以防止待测液洒出。

本实用新型的有益效果有：

(1)本装置使用方便快捷，利用现有的手机检测分析，检测效率高，成本低廉，有助于普通民众的大规模普及应用，不会带来环保方面的问题；

(2)本装置结构设置合理，使用手机电源，无需外接电源，预留电线通道和可伸缩弹簧管可以测量环境简化，手机随用随取，方便快捷。

附图说明

图1本装置结构的主视图；

图2本装置结构的俯视图；

图3本装置结构的A-A截屏剖视图。

图4比色皿14放大图。

附图标记：测量单元1、LED灯贴片2、通光孔3、测量装置夹具4、装置主体5、滤光片插槽6、比色皿插槽7、可伸缩弹簧管8、预留电线通道9、手机10、LED灯供电插口11、基座12、立柱13、比色皿14、不透光盖15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

实施例

一种利用手机进行重金属检测的装置，如图1和图2所示，包括装置主体5、设置于装置主体5下部的测量单元1，所述装置主体5和测量单元1之间设置有手机夹套，所述手机夹套放置带有光线传感器的手机10，所述测量单元1沿光线进入方向依次设置有LED灯贴片2、通光孔3、滤光片插槽6、比色皿插槽7，所述通光孔3正对所述手机10的光线传感器，光线通过所述测量单元后被手机的光线传感器感应，所述LED灯贴片2上设置有LED 灯供电插口11，所述手机10通过电源线连接LED灯供电插口11给所述LED灯贴片2提供电能。

在进行测量时，本申请首先通过查询资料得出所测溶液吸收光谱的特征波长，选择适合的波长滤光片。将波长滤光片插入滤光片插槽6，将待测溶液添加进比色皿14中，将比色皿14插入比色皿插槽7中，装置主体的通光孔对准手机正面的光线传感器。打开装置开关，此时LED的白光透过滤光片后变为目标波长段的光，光通过溶液后被手机的光线传感器感应。打开手机应用程序光强仪，测量此时手机光线感应器感应光强，得到测量溶液的吸光度。溶液对光的吸收在一定条件下遵守朗伯-比尔定律，重金属离子与相应试剂反应生成显色络合物质，显色络合物质的颜色及深浅会随着离子浓度不同而变化，当最大吸收波长的入射光通过溶液时，部分光会被吸收，不同颜色、不同深浅程度均会影响溶液对入射光的吸收能力，导致透射光的强度发生变化，这种光强的变化可以被传感器接收，分别以 (不同浓度)标准溶液的吸光度和溶液浓度为横、纵坐标绘出化合物溶液的标准曲线得到其所对应的数学方程，进而能够测出溶液中重金属离子的浓度。

作为优选的实施例，如图3所示，所述装置主体5包括一体成型的基座12和垂直于基座的立柱13，所述立柱13支撑所述手机10，所述基座12位于手机的一侧装载测量单元1，所述立柱13位于所述基座12水平方向长度的1/3处，装载所述测量单元1一侧占据所述基座12长度的2/3。由于所述测量单元1会装置溶液，测量时会较重，通过多番测试，测量单元1占据基座12的2/3处时整个装置比较平衡稳定。

作为优选的实施例，所述立柱13轴线出形成中空的垂直孔洞，所述测量单元1一侧的所述基座12中间部分形成水平孔洞，所述垂直孔洞与水平孔洞连接形成预留电线通道9，所述预留电线通道9可用来装载手机充电线。

预留电线通道9，可以给手机充电，也可以给LED灯贴片2供电，由于内部设置有通道，整个装置外部的测量环境非常简洁，有助于更加快速便捷的测量。

作为优选的实施例，所述装置主体5设置有测量装置夹具4，所述测量装置夹具4设置有可伸缩弹簧管8，所述测量装置夹具4通过可伸缩弹簧管8使得所述手机10与立柱13夹紧。可伸缩弹簧管8可以扩展手机的厚度，市面上的各种手机都能够应用本装置。

作为优选的实施例，所述LED灯贴片2设置有与所述LED灯贴片2尺寸一致的凸透镜(未图示)。所述凸透镜可以将LED贴片2射出的散射光变成平行光。

作为优选的实施例，所述测量单元1表面覆盖有镜面贴纸。所述镜面贴纸可以减少光线在通过空中的散射损失。

作为优选的实施例，如图4所示，所述比色皿插槽7中插入比色皿14，所述比色皿14放置待测溶液，所述所述比色皿14设置有不透光盖15。不透光盖15可以避免自然光进入造成的误差，也可以防止待测液洒出

应用实施例重金属Hg²⁺的测量

(1)配制好Hg²⁺的系列浓度梯度标准溶液，配制5g/L的碳酸二苯酯(DPC)-乙醇溶液、 10g/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)水溶液、100g/L辛基苯基聚氧乙烯醚(曲拉通)溶液以及50mmol/L三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸缓冲液，三(羟甲基)氨基甲烷-盐酸也称为tris-HCl缓冲液。

(2)向离心管中依次加入1mlHg²⁺标准溶液、0.25ml DPC-乙醇溶液、0.1ml CTAB水溶液、0.25ml曲拉通溶液以及1ml tris-HCl缓冲液，振荡摇匀。

(3)在汞离子测量中我们使用的是525nm窄带滤光片,滤光片插入滤光片插槽6,将反应后的溶液转移至比色皿中，将比色皿插入比色皿插槽7,打开开关，打开手机中的光强仪 APP，光强仪app在华为应用市场里可以下载。将凹槽底部对准手机上自带的传感器，可以发现，光强仪上的光强示数有明显变化。稍微移动发光装置，保证其底部仍对准传感器，直到光强示数稳定在最大值附近，利用手机截图功能将光强示数记录下来，一种梯度的标准溶液设置三个平行组，每组至少测量三个数据，取平均值，测量数据整理后如表1所述。

表1 Hg²⁺的测量数据表

浓度X(μg/ml)	0	0.5	1	5	7.5	10	12.5
								光强Y	557.31	542.66	539.94	485.02	452.11	436.96	413.43
浓度X(μg/ml)	15	20	25	30	40	50	--
								光强Y	390.76	309.80	265.37	205.27	161.97	131.71	--

通过线性模拟可以得出，光强Y＝-9.8231X+541.36。

在野外时，可以取得待测量的溶液，将其配置后放入本装置，根据光强读数就能够得到重金属Hg²⁺的浓度。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (9)

1.一种利用手机进行重金属检测的装置，其特征在于，包括装置主体、设置于装置主体下部的测量单元，所述装置主体和测量单元之间设置有手机夹套，所述手机夹套放置带有光线传感器的手机，所述测量单元沿光线进入方向依次设置有LED灯贴片、通光孔、滤光片插槽、比色皿插槽，所述通光孔正对所述手机的光线传感器，光线通过所述测量单元后被手机的光线传感器感应，所述LED灯贴片上设置有LED灯供电插口，所述手机通过电源线连接LED灯供电插口给所述LED灯贴片提供电能。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置主体包括一体成型的基座和垂直于基座的立柱，所述立柱支撑所述手机，所述基座位于手机的一侧装载测量单元。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述立柱位于所述基座水平方向长度的1/3处，装载所述测量单元一侧占据所述基座长度的2/3。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述立柱轴线出形成中空的垂直孔洞，所述测量单元一侧的所述基座中间部分形成水平孔洞，所述垂直孔洞与水平孔洞连接形成预留电线通道，所述预留电线通道可用来装载手机充电线。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置主体设置有测量装置夹具，所述测量装置夹具使得所述手机与立柱夹紧。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测量装置夹具设置有若干个可伸缩弹簧管，所述可伸缩弹簧管位于所述测量装置夹具的两侧。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述LED灯贴片设置有与所述LED灯贴片尺寸一致的凸透镜。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述测量单元表面覆盖有镜面贴纸。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述比色皿插槽中插入比色皿，所述比色皿放置待测溶液，所述比色皿设置有不透光盖。

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