CN216574860U - 一种电极检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电极检测系统，属于土壤治理设备领域，其包括电流检测模块，用于检测位于原位土壤中的待检测电极对的表观电流值；和标准测试模块，用于盛装标准电解液和在表观电流值小于预设的电流阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对构成第一闭合电路；所述电流检测模块还用于检测位于所述标准测试模块中的所述第一闭合电路中的第一电路电流值。若第一电路电流值小于预设的第一电路阈值，视待检测电极对失效，为不健康状态。失效的待检测电极对经清洗模块处理后，进行电化学修复处理，便于待检测电极对符合再生条件，重复使用。便于保证在后续的污染土壤治理中，电极能够具有吸附离子作用，从而便于保证土壤的治理效果。

Description

一种电极检测系统

技术领域

本实用新型涉及土壤治理设备的领域，尤其是涉及一种电极检测系统。

背景技术

土壤污染是当前社会必须面临的环境问题，尤其对于土壤的重金属污染，更是具有难处理、成本高等特点。现有的治理方法主要包括换土法、固化法、淋滤法、植物修复法和电动修复法等。其中，电动修复法因成本低、效果好受到广泛应用。

相关技术中的电动修复法主要通过电化学和电动力学的复合作用去除土壤中的重金属。具体为在污染土壤中插入电极并施加直流电，两个电极之间形成直流电场，利用土壤结构形成完整电场，使重金属离子在多种迁移运动下聚集在电极两端，脱离土壤，实现治理效果。

针对上述中的相关技术，发明人认为电极随着使用次数的增多和/或使用时间的增长，易失去离子吸附作用，此时将电极插入到土壤中通电，难以起到吸附重金属离子的作用，影响了土壤治理效果。

实用新型内容

为了便于保证土壤治理效果，本实用新型提供一种电极检测系统。

本申请提供的一种电极检测系统采用如下的技术方案：

一种电极检测系统，所述系统包括：

电流检测模块，用于原位检测待检测电极对的表观电流值；

和标准测试模块，用于盛装标准电解液和供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第一闭合电路；

所述电流检测模块还用于检测位于所述标准测试模块中的所述待检测电极对构成的所述第一闭合电路中的第一电路电流值。

通过采用上述技术方案，待检测电极对在处理污染土壤后，使用电流检测模块检测待检测电极对的表观电流值，将检测到的表观电流值与预设的电流阈值进行比较。若表观电流值大于或等于电流阈值，证明待检测电极对健康，可以复用；若表观电流值小于电流阈值，将待检测电极对插入到标准测试模块中，标准测试模块中盛装有标准电解液，使待检测电极对形成第一闭合电路。使用电流检测模块检测第一闭合电路中的第一电路电流值，将检测到的第一电路电流值与预设的第一电路阈值比较。

若第一电路电流值大于或等于第一电路阈值，证明待检测电极对健康，可以复用；若第一电路电流值小于第一电路阈值，证明待检测电极对不健康，不能直接复用。

对待检测电极对在不同条件下进行检测，得到两次结果，基于两次结果判断待检测电极对是否能够复用，检测结果准确度较高，便于保证土壤治理效果。

可选的，所述系统还包括土壤模块，用于盛装与所述待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤；所述土壤模块还用于在所述表观电流值小于所述电流阈值，但所述第一电路电流值大于或等于所述第一电路阈值，或者所述表观电流值大于或等于所述电流阈值，但所述第一电路电流值小于所述第一电路阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第二闭合电路；

所述电流检测模块用于检测位于所述土壤模块中的所述待检测电极对构成的所述第二闭合电路中的第二电路电流值。

通过采用上述技术方案，在表观电流值小于电流阈值，但第一电路电流值大于或等于第一电路阈值，或者表观电流值大于或等于电流阈值，但第一电路电流值小于第一电路阈值时，将待检测电极对插入到盛装有不同土壤环境的土壤模块中，获得第二电路电流值。若第二电路电流值大于或者等于预设的第二电路阈值，则证明待检测电极对可以复用，便于保证土壤治理效果。若第二电路电流值小于第二电路阈值，则证明待检测电极对不健康，不能直接用于土壤治理。

可选的，所述与所述待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤包括不同类型、不同密度、含有不同类型的重金属离子和含有不同密度的重金属离子中的至少一个。

通过采用上述技术方案，当检测结果为需要再次检测时，改变待检测电极对的所处土壤环境，有助于提高再次检测的结果准确度，从而有助于提高基于检测情况得到的待检测电极对是否健康的结果，便于保证土壤治理的效果。

可选的，所述电流检测模块包括表观电流预检测模块和标准检测模块；

所述表观电流预检测模块用于检测位于原位土壤中的所述待检测电极对的表观电流值；

所述标准检测模块用于检测位于所述标准测试模块中的所述待检测电极对构成的所述第一闭合电路中的第一电路电流值。

通过采用上述技术方案，使用两个检测模块，即表观电流预检测模块和标准检测模块，通过在实际条件和标准条件下的两次检测，有助于降低因某个检测模块故障导致检测结果不准确的情况发生，从而有助于提高判断待检测电极对健康状态的准确性。使应用在土壤治理中的电极不易出现无法容纳重金属离子的现象出现，便于保证土壤治理效果。

可选的，所述系统还包括清洗模块，用于盛装清洗液，并在所述第一电路电流值小于所述第一电路阈值时，清洗所述待检测电极对。

通过采用上述技术方案，在需要对待检测电极对进行后续处理或者再次检测时，将待检测电极对放入到盛装有清洗液的清洗模块中，使待检测电极对得到清洗，有助于提高检测结果的准确度。

可选的，所述标准测试模块包括第一测试模块和第二测试模块；

所述第一测试模块用于盛装所述标准电解液和在所述表观电流值小于预设的电流阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成所述第一闭合电路；

所述第二测试模块用于盛装所述标准电解液和供经过所述清洗模块清洗后的所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第三闭合电路；

所述电流检测模块用于检测所述第三闭合电路中的第三电路电流值。

通过采用上述技术方案，使用两个测试模块，即第一测试模块和第二测试模块，对待检测电极对构成的闭合电路中的电路电流值进行检测，有助于提高电路电流值反应待检测电极对真实情况的准确度，从而有助于降低误判率，得到更为准确的待检测电极对健康情况，保证后续土壤的治理效果。

可选的，所述系统还包括对调模块，用于将经过所述清洗模块清洗后且处于所述第一测试模块中的所述待检测电极对的正负极互换；

所述第二测试模块用于供经过所述清洗模块和所述对调模块处理后的所述待检测电极对插入。

通过采用上述技术方案，在对待检测电极对进行后续处理时或者再次检测前，利用对调模块将待检测电极对的正负极互换，使原本连接电源正极的电极与电源负极连接，原本连接电源负极的电极与电源正极连接，便于去除电极表面吸附的离子。而后再对待检测电极对在第二测试模块中构成的第三闭合电路中的第三电路电流值进行检测，判断第三电路电流值是否大于第三电路阈值。一方面，经过清洗和去除表面离子后，有助于提高第三电路电流值反应待检测电极对的真实情况，降低误判率；另一方面，便于提高待检测电极对的复用率，节约资源。

可选的，所述电解液为高溶解度盐水溶液，所述电解液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化铵水溶液和硫化钠水溶液；所述电解液的密度为0.5-2mol/L。

综上所述，第一、使用电流检测模块对位于污染土壤中的待检测电极对的表观电流值进行检测，再对位于标准测试模块中的待检测电极对构成的第一闭合电路中的第一电路电流值进行检测，通过与对应阈值的比较，判断待检测电极对的健康情况，便于使应用在后续的污染土壤治理中的电极为健康电极，具有吸附离子的作用，从而保证土壤治理效果。

第二、在得到的结果不准确时，更换待检测电极对所处土壤的土壤环境，再次判断待检测电极对是否符合复用要求，使待检测电极对是否能继续使用的判断结果基于多次、不同检测条件的验证，有助于保证判断结果的准确率，保证应用在后续土壤治理中的电极具有吸附离子的作用，从而保证土壤治理效果。

第三、使用对调模块去除待检测电极对表面吸附的离子，有助于使待检测电极对符合复用要求，节省资源，减少浪费。

附图说明

图1是实施例1的结构框图。

图2是实施例1的标准测试模块的结构示意图。

图3是实施例1的标准测试模块的另一种结构示意图。

图4是实施例1的检测流程图。

图5是实施例2的结构框图。

图6是实施例2的检测流程图。

图7是实施例2的另一种结构框图。

图8是实施例3的结构框图。

附图标记说明：

1、电流检测模块；11、表观电流预检测模块；12、标准检测模块；2、标准测试模块；21、第一测试模块；22、第二测试模块；23、外壳；231、容纳槽；24、容纳管；241、连通槽；242、连通孔；25、支撑柱；3、土壤模块；4、清洗模块；5、对调模块。

具体实施方式

本申请实施例公开一种电极检测系统。

实施例1

参照图1，包括电流检测模块1和标准测试模块2。电流检测模块1用于原位检测待检测电极对的表观电流值；还用于检测位于标准测试模块2中的待检测电极对基于恒压直流电源构成的第一闭合电路中的第一电路电流值。

标准测试模块2用于盛装标准电解液；还用于供待检测电极对插入，使待检测电极对基于恒压直流电源构成第一闭合电路。

其中，原位检测指待检测电极对位于污染土壤中时检测待检测电极对的表观电流值，原位检测可以是在待检测电极对处理完污染土壤后进行，也可以是将需要检测的待检测电极对插入至污染土壤中进行。表观电流值指待检测电极对在土壤修复场地，即污染土壤的工作电路中，两端连接恒压直流电源的条件下，电路中的电流值。电流检测模块1可以是外接电流表，也可以是数控电源内置的电流传感器。

再有，标准电解液采用高溶解度的溶液，可以是氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化铵水溶液或硫化钠水溶液；在本实施例中，采用氯化钠水溶液，密度可以是0.5-2mol/L。为了便于盛装电解液和供待检测电极对插入，参照图2，标准测试模块2包括外壳23、容纳管24和支撑柱25。外壳23中开设有容纳槽231，容纳管24设置有两个，均位于容纳槽231内。每个容纳管24上均开设有连通槽241，连通槽241使容纳管24的横截面呈一个具有开口的环形，且开口角度大于0度，小于150度。两个容纳管24开设有连通槽241的一侧相对设置，便于两个容纳管24之间的离子穿过连通槽241进入到电极中。

容纳管24的下端与外壳23的底面之间预留有空隙，每个容纳管24对应一个支撑柱25；支撑柱25的一端与外壳23的内侧壁固定连接，另一端与对应的容纳管24外周壁固定连接，用于将容纳管24定位在容纳槽231内。

使用时，将两个电极分别插入到一个容纳管24中，向外壳23内注入电解液，利用恒压直流电源向待检测电极对施加电压，使一个电极与电源的正极连接，一个电极与电源的负极连接，形成闭合电路，产生离子迁移。

作为标准测试模块2的另一种实施方式，参照图3，与图2中的标准测试模块2不同之处在于两个容纳管24上未开设有连通槽241，均开设有若干连通孔242，便于离子的迁移。且容纳管24的下端与外壳23的底面固定连接，未设置支撑柱25。

其中，固定连接可以是一体成型、焊接或胶接。

参照图4，本申请实施例一种电极检测系统的实施方法为：

S10、使用电流检测模块1检测位于原位土壤中的待检测电极对构成的电路中的表观电流值。

S20、判断表观电流值是否小于预设的电流阈值。

若是，执行步骤S30；否则，视待检测电极对健康，可以复用。电流阈值基于原位土壤的特性进行设定，可以是0.0005-0.005A，具体的，可以是0.001A。

S30、将待检测电极对插入到盛装有标准电解液的标准测试模块2中，为待检测电极对施加恒压直流电，形成第一闭合电路。

S40、利用电流检测模块1检测第一闭合电路中的第一电路电流值。

S50、判断第一电路电流值是否小于预设的第一电路阈值。

若是，视待检测电极对不健康，不能直接进行下一次的污染土壤治理；若否，视待检测电极对健康，可以复用。第一电路阈值基于标准电解液的特性进行设定，可以是0.0005-0.005A，具体的，可以是0.001A。

实施例2

参照图5，与实施例1的不同之处在于，电极检测系统还包括土壤模块3，用于盛装与待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤；还用于在所述表观电流值小于所述电流阈值，但所述第一电路电流值大于或等于所述第一电路阈值，或者所述表观电流值大于或等于所述电流阈值，但所述第一电路电流值小于所述第一电路阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第二闭合电路。其中，土壤模块3的结构可以与标准测试模块2的结构相同、相似或能够起到对应作用即可，在此不再赘述。与待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤具体包括不同类型的土壤、不同密度的土壤、含有不同类型的重金属离子的土壤和含有不同密度的重金属离子的土壤中的至少一个。

即土壤模块3中盛装的土壤的土壤环境需要与待检测电极对在步骤S10中插入的土壤的土壤环境不同，可以是土壤的类型不同、土壤的密度不同、含有的重金属离子类型不同或者含有的重金属离子类型相同，但是重金属离子的密度不同。

电流检测模块1用于检测位于土壤模块3中的待检测电极对构成的第二闭合电路中的第二电路电流值。下面，结合实施例1中的电极检测系统的实施方法做进一步说明：

参照图6，在表观电流值大于或等于电流阈值，而第一电路电流值小于第一电路阈值时；或者在表观电流值小于电流阈值，而第一电路电流值大于或等于第一电路阈值时，执行步骤S60。在表观电流值大于或等于电流阈值，且第一电路电流值大于或等于第一电路阈值时，视待检测电极对健康，可以复用。在表观电流值小于电流阈值，且第一电路电流值小于第一电路阈值时，视待检测电极对不健康，报废。

S60、将待检测电极对插入到盛装有土壤的土壤模块3中，为待检测电极对施加恒压直流电，形成第二闭合电路。

S70、利用电流检测模块1检测第二闭合电路中的第二电路电流值。

S80、判断第二闭合电路是否小于预设的第二电路阈值。

若第二电路电流值大于或等于第二电路阈值，表明待检测电极对健康，可以复用，或者在进行后续处理后可以进行复用；若第二电路电流值小于第二电路阈值，表明待检测电极对不健康，可以再次对待检测电极对进行检测，也可以对待检测电极对进行后续处理后，进行再次检测，亦可以判定待检测电极对报废。第二电路阈值基于土壤模块3中的土壤特性进行设定，可以是0.0005-0.005A，具体的，可以是0.001A。

此外，对本实施例做简单变换后，参照图7，电流检测模块1可以包括表观电流预检测模块11和标准检测模块12。表观电流预检测模块11用于检测位于原位土壤中的待检测电极对的表观电流值以及位于土壤模块3中的待检测电极对的第二电路电流值；标准检测模块12用于检测位于标准测试模块2中的待检测电极对构成的第一闭合回路中的第一电路电流值。一方面便于对待检测电极对进行检测；另一方面便于降低出错率，保证测得的表观电流值和电路电流值的真实性和准确度。

实时例3

参照图8，与实施例2的不同之处在于，电极检测系统还包括清洗模块4和对调模块5。清洗模块4用于盛装清洗液，清洗液可以是清水，用来在第一电路电流值小于第一电路阈值时，清洗待检测电极对。其中，清洗待检测电极对可以是人工清洗，也可以是清洗模块4自动清洗。例如，清洗模块4包括集水槽、马达、连接轴和若干毛刷。马达安装在集水槽的外侧壁上，输出轴通过轴承穿过集水槽的侧壁与连接轴连接，若干毛刷连接在连接轴上。启动马达后，连接轴跟随马达的输出轴同步转动，从而带动毛刷对集水槽内的待检测电极对进行清洗。

标准测试模块2包括第一测试模块21和第二测试模块22；第一测试模块21用于盛装标准电解液和在表观电流值小于电流阈值时，供待检测电极对插入，使待检测电极对基于恒压直流电源能够构成第一闭合电路；第二测试模块22用于盛装标准电解液和供经过清洗模块4清洗后的待检测电极对插入，使待检测电极对基于恒压直流电源构成第三闭合电路。电流检测模块1用于检测第三闭合电路中的第三电路电流值。

不难理解，第一测试模块21和第二测试模块22在结构上可以相同，主要区别在于使用的时机不同，第一测试模块21用于在待检测电极对经过清洗模块4清洗前使用，第二测试模块22用于在清洗后使用，便于保证检测的准确性。

对调模块5用于将第一测试模块21中的待检测电极对的正负极互换。所谓正负极互换指将原本连接电源正极的电极与电源的负极连接，将原本连接电源负极的电极与电源的正极连接。具体的，对调模块5可以是三挡的开关，也可以是双刀双掷继电器，主要通过改变电源的电流路径实现正负极的互换。

基于上述内容，本实施例的实施原理为：

需要对待检测电极对进行后续处理时，先将待检测电极对放入清洗模块4中，对待检测电极对进行洗涤；而后将待检测电极对重新插入到第一测试模块21中，利用对调模块5调换待检测电极对中两个电极正负极，便于去除附着在电极上的离子，完成对待检测电极的净化处理。

需要对待检测电极对进行再次检测时，将经过后续处理的待检测电极对插入到第二测试模块22中，利用电流检测模块1测量第三闭合电路中的第三电路电流值；若第三电路电流值大于或等于第三电路阈值，则待检测电极对可以复用；若第三电路电流值小于第三电路阈值，则待检测电极对报废。第三电路阈值基于标准电解液的特性进行设定，可以是0.0005-0.005A，具体的，可以是0.001A。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电极检测系统，其特征在于，所述系统包括：

电流检测模块(1)，用于原位检测待检测电极对的表观电流值；

和标准测试模块(2)，用于盛装标准电解液和供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第一闭合电路；

所述电流检测模块(1)还用于检测位于所述标准测试模块(2)中的所述待检测电极对构成的所述第一闭合电路中的第一电路电流值。

2.根据权利要求1所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述系统还包括土壤模块(3)，用于盛装与所述待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤；所述土壤模块(3)还用于在所述表观电流值小于电流阈值，但所述第一电路电流值大于或等于所述第一电路阈值，或者所述表观电流值大于或等于所述电流阈值，但所述第一电路电流值小于所述第一电路阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第二闭合电路；

所述电流检测模块(1)用于检测位于所述土壤模块(3)中的所述待检测电极对构成的所述第二闭合电路中的第二电路电流值。

3.根据权利要求2所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述与所述待检测电极对所处原位土壤的土壤环境不同的土壤包括不同类型、不同密度、含有不同类型的重金属离子和含有不同密度的重金属离子中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述电流检测模块(1)包括表观电流预检测模块(11)和标准检测模块(12)；

所述表观电流预检测模块(11)用于检测位于原位土壤中的所述待检测电极对的表观电流值；

所述标准检测模块(12)用于检测位于所述标准测试模块(2)中的所述待检测电极对构成的所述第一闭合电路中的第一电路电流值。

5.根据权利要求1所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述系统还包括清洗模块(4)，用于盛装清洗液，并在所述第一电路电流值小于所述第一电路阈值时，清洗所述待检测电极对。

6.根据权利要求5所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述标准测试模块(2)包括第一测试模块(21)和第二测试模块(22)；

所述第一测试模块(21)用于盛装所述标准电解液和在所述表观电流值小于预设的电流阈值时，供所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成所述第一闭合电路；

所述第二测试模块(22)用于盛装所述标准电解液和供经过所述清洗模块(4)清洗后的所述待检测电极对插入，使所述待检测电极对基于恒压直流电源构成第三闭合电路；

所述电流检测模块(1)用于检测所述第三闭合电路中的第三电路电流值。

7.根据权利要求6所述的一种电极检测系统，其特征在于：所述系统还包括对调模块(5)，用于将经过所述清洗模块(4)清洗后且处于所述第一测试模块(21)中的所述待检测电极对的正负极互换；

所述第二测试模块(22)用于供经过所述清洗模块(4)和所述对调模块(5)处理后的所述待检测电极对插入。

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