CN216747527U - 一种可原位监测pH的便携检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及不同水体pH的分析检测技术领域，特别涉及一种可原位监测pH的便携检测器。包括工作电极、参比电极、温度传感电极、密封舱外壳、密封舱内框架及控制系统，其中密封舱外壳的上、下端分别设有密封舱上盖和外密封舱下盖，密封舱内框架设置于密封舱外壳内，控制系统设置于密封舱内框架上；工作电极、参比电极和温度传感电极的一端穿过密封舱上盖置于密封舱外壳内且均通过铜导线与控制系统连接，工作电极、参比电极和温度传感电极的另一端露于密封舱上盖的外侧。本实用新型能实现多次拆卸对电极进行修复、更换新电极或更换不同工作电极，实现电极的重复使用和不同水体的检测。

Description

一种可原位监测pH的便携检测器

技术领域

本实用新型涉及不同水体pH的分析检测技术领域，特别涉及一种可原位监测pH的便携检测器。

背景技术

pH值是一个重要的环境参数，对水质、生态系统健康、生物地球化学过程等环境因子有重要影响。不同水体中存在大量悬浮颗粒物，可吸收各种污染物、重金属和营养物质等。在河水污染加剧和海洋酸化等加剧的背景下，河水、沿海高浊度河口水和大洋海域等受到pH值变动影响，可能会影响众多因素的生物地球化学循环过程。因此，不同水体pH的原位监测成为必然需求。

目前，测定天然基质水中pH值的方法主要有两种，一种pH敏感比色指示剂染料的光谱法，另一种是电位计电化学方法。分光光度法一方面在高浊度河口地区的pH监测中，因透射光会受到沉积物和悬浮颗粒物的影响，导致应用受限；另一方面应用此方法构建的对其它海水检测的仪器较庞大。对于电化学方法，主要是传统的玻璃膜pH电极法，因其结构简单和方便批量生产而被广泛使用。在河口区及海岸带区域，水体中含有大量悬浮颗粒物，甚至处于浑浊状态。由于悬浮颗粒物不断的冲刷脆弱的电极玻璃膜表面，会减短电极检测的寿命，不断地电极更换增加成本。因此，急需一种操作简单、价格低廉，可实现不同水体中pH原位监测的检测仪。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可原位监测pH的便携检测器，可以实现工作电极多次拆卸重复使用，对表层不同水体pH的实时在线原位监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种可原位监测pH的便携检测器，包括工作电极、参比电极、温度传感电极、密封舱外壳、密封舱内框架及控制系统，其中密封舱外壳的上、下端分别设有密封舱上盖和外密封舱下盖，密封舱内框架设置于密封舱外壳内，控制系统设置于密封舱内框架上；工作电极、参比电极和温度传感电极的一端穿过密封舱上盖置于密封舱外壳内且均通过铜导线与控制系统连接，工作电极、参比电极和温度传感电极的另一端露于密封舱上盖的外侧。

所述密封舱内框架上靠近所述外密封舱下盖设有内密封舱下盖，所述控制系统设置于所述密封舱内框架上且位于内密封舱下盖的内侧。

所述控制系统包括程序控制单片机、锂电池及存储卡，其中存储卡与程序控制单片机连接，程序控制单片机和锂电池连接；所述工作电极、参比电极及温度传感电极均与程序控制单片机连接。

所述程序控制单片机设有开关接口、数据线接口及充电接口，开关接口用于安装程序控制单片机开关，数据线接口用于与电脑连接；充电接口用于与外接电源连接。

所述程序控制单片机包括两层电路板，两层电路板通过聚四氟乙烯柱连接。

所述工作电极和所述参比电极的电极柄通过固定扣与铜导线连接。

所述密封舱内框架上设有支架，所述固定扣固定在支架上。

所述密封舱上盖上设有气体检测口；所述工作电极、参比电极、温度传感电极及气体检测口通过空心螺丝安装在密封舱上盖上；所述空心螺丝与密封舱上盖的连接处通过密封胶圈进行密封；所述工作电极、参比电极及温度传感电极与空心螺丝之间的空隙通过密封胶填充密封；所述气体检测口用无孔密封盖封闭。

所述密封舱外壳的两端均对称设有两个外挂耳座，各外挂耳座上均设有外挂孔。

本实用新型提供的可原位监测pH的便携检测器，具有如下优点及有益效果：

1.本实用新型设计的新型可原位监测pH的便携检测器工作电极，可以实现多次拆卸对电极进行修复、更换新电极或更换不同工作电极，实现电极的重复使用和不同水体的检测。

2.本实用新型将通过结合不同工作电极，结合Ag/AgCl电极、NTC热敏电阻、程序控制单片机和储存器/显示器设计了一种新型可原位监测pH的便携检测器，此检测器结合密封舱外框架可实现对表层不同水体pH的实时在线原位监测，且可根据检测需求选择存储卡实现密封条件下水体实时原位在线监测或与电脑连接实现非密封条件下不同水体实时原位在线监测。

附图说明

图1是本实用新型一种可原位监测pH的便携检测器的结构示意图；

图2是本实用新型一种可原位监测pH的便携检测器的上部结构轴测图；

图3是本实用新型一种可原位监测pH的便携检测器的主视图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的仰视图；

图6是本实用新型打开外密封舱下盖的结构示意图；

图中：1、工作电极；2、参比电极；3、温度传感电极；4、气体检测口；5、密封胶；6、空心螺丝；7、密封舱上盖；8、螺丝；88、螺丝孔；9、外挂耳座；10、密封舱外壳；11、密封舱内框架；12、支架；13、固定扣；14、铜导线；15、程序控制单片机；16、其它类型pH检测器接口；17、电极接口；18、锂电池；19、开关接口；20、程序控制单片机开关；21、存储卡；22、数据线接口；23、充电接口；24、外密封舱下盖；25、聚四氟乙烯柱；26、内密封舱下盖；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1-5所示，本发明提供的一种可原位监测pH的便携检测器，包括工作电极1、参比电极2、温度传感电极3、密封舱外壳10、密封舱内框架11及控制系统，其中密封舱外壳10的上、下端通过螺丝8安装有密封舱上盖7和外密封舱下盖24，密封舱内框架11设置于密封舱外壳10内，控制系统设置于密封舱内框架11上；工作电极1、参比电极2和温度传感电极3的一端穿过密封舱上盖7置于密封舱外壳10内且均通过铜导线与控制系统连接，工作电极1、参比电极2和温度传感电极3的另一端露于密封舱上盖7的外侧。

如图6所示，本实用新型的实施例中，密封舱内框架11上靠近外密封舱下盖24设有内密封舱下盖26，内密封舱下盖26与密封舱内框架11端部的螺丝孔88连接，控制系统设置于密封舱内框架11上且位于内密封舱下盖26的内侧。

如图1所示，本实用新型的实施例中，控制系统包括程序控制单片机15、锂电池18及存储卡21，其中存储卡21与程序控制单片机15连接，程序控制单片机15和锂电池18连接；工作电极1、参比电极2及温度传感电极3均与程序控制单片机15连接，程序控制单片机15由锂电池18供电。

进一步地，程序控制单片机15设有开关接口19、数据线接口22及充电接口23，开关接口19用于安装程序控制单片机开关20，程序控制单片机开关20用于控制检测器的开启与停止；数据线接口22用于与电脑连接；充电接口23用于与外接电源连接。可根据检测需求选择存储卡21，实现密封条件下水体实时原位在线监测；或通过数据线接口22将程序控制单片机15与电脑连接，实现非密封条件下水体实时原位在线监测。

如图6所示，本实用新型的实施例中，程序控制单片机15包括两层电路板，两层电路板通过聚四氟乙烯柱25连接。

本实用新型的实施例中工作电极1和参比电极2的电极柄通过固定扣13与铜导线14连接，铜导线14分别与程序控制单片机15上的对应的电极接口17连接。进一步地，密封舱内框架11上设有支架12，固定扣13固定在支架12上，固定扣13可实现工作电极1和参比电极2的随时更换。具体地，支架12采用铁支架。

进一步地，如图2、图4所示，密封舱上盖7上设有气体检测口4；工作电极1、参比电极2、温度传感电极3及气体检测口4通过空心螺丝6安装在密封舱上盖7上，在密封舱上盖7上露出高度几乎保持一致，以防在检测浅水域或水体时损伤仪器或电极。空心螺丝6与密封舱上盖7的连接处通过密封胶圈进行密封；工作电极1、参比电极2及温度传感电极3与空心螺丝6之间的空隙通过密封胶5填充密封，密封胶5通过AB胶枪填充；气体检测口4用无孔密封盖封闭，无孔密封盖可拆卸。

进一步地，密封舱外壳10的两端均对称设有两个外挂耳座9，各外挂耳座9上均设有外挂孔，外挂孔用于挂在某处或者与绳索连接，保持检测器在水体的位置。

本实用新型的实施例中，工作电极1和参比电极2构成pH检测系统，温度传感电极3作为pH检测系统的校正因子，因为水体pH值会受到水体温度的影响，温度传感电极3可以实现pH检测系统自动温度补偿。在检测电极后面是通过铜导线14连接到具有数据转换功能的程序控制单片机15，程序控制单片机15是主要的数据形式转换和pH控制检测器的电路板，其上也安装开关等部件，并由锂电池18对其供电，以保持pH检测器连续工作。程序控制单片机15后是实现数据的储存和呈现的储存器21和显示器。

本实用新型提供的可原位监测pH的便携检测器有两种功能，一方面可以在完全密封条件下，将可原位监测pH的便携检测器直接放置水体中，实现水体pH的原位在线监测，通过将数据储存在存储卡21完成，检测完成后再拿出进行读取；另一方面，可原位监测pH的便携检测器在不完全密封条件下，将可原位监测pH的便携检测器悬挂在应用位置，并通过数据线接口22将程序控制单片机15与电脑连接实现近岸水体或实验室鱼缸等水体中pH的原位在线监测。

本实用新型的实施例中，工作电极1可以更换不同电极，工作电极1可以由各种现有电极或固体电极等构成，比如在非浑浊水体中安装玻璃膜pH电极，在浑浊水体中使用具有氧化修饰材料的铱丝电极。参比电极2由Ag/AgCl电极构成，温度传感电极3由NTC热敏电阻构成。本实施例中，可原位监测pH的便携检测器的pH数据结果是工作电极1和参比电极2之间的电位差，温度是电位差值的一个影响因素，NTC热敏电阻用于温度检测，避免了电位差值的误差。在可原位监测pH的便携检测器完全安装好的情况下，在气体检测口4处通过测试气嘴用测试真空泵检测可原位监测pH的便携检测器的气密性，判断可原位监测pH的便携检测器是否处于密封状态，若检测密封性良好，则盖上无孔密封盖封闭即可。

由于工作电极1的随着监测时间的增长可能功能变弱，而参比电极2是玻璃材质装满饱和KCl的Ag/AgCl电极，在长期的检测中可能因为大力碰撞等因素造成损伤需要更换，所以工作电极1和参比电极2在与铜导线14连接处加了固定在支架12上的固定扣13，固定扣13固定在支架12上是为了进一步的固定工作电极1和参比电极2，保持其在仪器内的稳定。

本实用新型的实施例中，程序控制单片机15一方面起到控制作用，通过程序控制单片机开关20使工作电极1开始工作；另一方面起到数据的计算、存储和转换的过度作用，为进一步数据的最终显示奠定基础。程序控制单片机15还设有其它类型pH检测器接口16，其它类型pH检测器接口16可实现新型可原位监测pH的便携检测器与其它类型pH检测器的对比。本实施例中，pH检测器的数据读取展现界面是通过电脑完成的，电脑PC端安装有处理传感器数据的对应程序，可以通过程序读取界面展示，显示出监测的具体数值。可以根据需求决定通过电脑数据直接读取展现还是先储存在存储卡21内，之后再由电脑数据读取展现。程序控制单片机15上有其它类型pH检测器接口16，为对比pH检测器的准确度提供了保障。

本实施例中，从整体框架上分为内外两层，内层有起到稳定和支撑作用的密封舱内框架11，和具有保护程序控制单片机15作用的内密封舱下盖26。外层有起到稳定、支撑和密封作用的外密封舱上盖7、密封舱外壳10和外密封舱下盖24，它们通过螺丝8连接在一起将pH检测器内部结构完全密封，若未达到密封状态可适当涂抹一些密封胶。

本实用新型所涉及的工作电极和参比电极可以多次拆卸更换或重复使用，易维护易操作，此新型可原位监测pH的便携检测器成本相对低，可通过更换不同的电极实现不同表层水体pH的原位监测。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，包括工作电极(1)、参比电极(2)、温度传感电极(3)、密封舱外壳(10)、密封舱内框架(11)及控制系统，其中密封舱外壳(10)的上、下端分别设有密封舱上盖(7)和外密封舱下盖(24)，密封舱内框架(11)设置于密封舱外壳(10)内，控制系统设置于密封舱内框架(11)上；工作电极(1)、参比电极(2)和温度传感电极(3)的一端穿过密封舱上盖(7)置于密封舱外壳(10)内且通过铜导线均与控制系统连接，工作电极(1)、参比电极(2)和温度传感电极(3)的另一端露于密封舱上盖(7)的外侧。

2.根据权利要求1所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述密封舱内框架(11)上靠近所述外密封舱下盖(24)设有内密封舱下盖(26)，所述控制系统设置于所述密封舱内框架(11)上且位于内密封舱下盖(26)的内侧。

3.根据权利要求2所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述控制系统包括程序控制单片机(15)、锂电池(18)及存储卡(21)，其中存储卡(21)与程序控制单片机(15)连接，程序控制单片机(15)和锂电池(18)连接；所述工作电极(1)、参比电极(2)及温度传感电极(3)均与程序控制单片机(15)连接。

4.根据权利要求3所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述程序控制单片机(15)设有开关接口(19)、数据线接口(22)及充电接口(23)，开关接口(19)用于安装程序控制单片机开关(20)，数据线接口(22)用于与电脑连接；充电接口(23)用于与外接电源连接。

5.根据权利要求3所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述程序控制单片机(15)包括两层电路板，两层电路板通过聚四氟乙烯柱(25)连接。

6.根据权利要求1所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述工作电极(1)和所述参比电极(2)的电极柄通过固定扣(13)与铜导线(14)连接。

7.根据权利要求6所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述密封舱内框架(11)上设有支架(12)，所述固定扣(13)固定在支架(12)上。

8.根据权利要求1所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述密封舱上盖(7)上设有气体检测口(4)；所述工作电极(1)、参比电极(2)、温度传感电极(3)及气体检测口(4)通过空心螺丝(6)安装在密封舱上盖(7)上；所述空心螺丝(6)与密封舱上盖(7)的连接处通过密封胶圈进行密封；所述工作电极(1)、参比电极(2)及温度传感电极(3)与空心螺丝(6)之间的空隙通过密封胶(5)填充密封；所述气体检测口(4)用无孔密封盖封闭。

9.根据权利要求1所述的可原位监测pH的便携检测器，其特征在于，所述密封舱外壳(10)的两端均对称设有两个外挂耳座(9)，各外挂耳座(9)上均设有外挂孔。

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