專利名稱：用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，具體的說是用于痕量重金屬檢測(cè)的裝置，更為具體的說是一種可以用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程，重金屬污染環(huán)境的問題日益突出。重金屬污染的水體和土壤會(huì)在植物和水產(chǎn)品體內(nèi)進(jìn)一步地的蓄集，受到重金屬污染的食品和飲用水會(huì)危害人們的健康。最近發(fā)生的數(shù)次重金屬污染事件更是給重金屬監(jiān)測(cè)提出更高的要求，對(duì)污染源的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)提出更緊迫的需求。[0003]目前重金屬檢測(cè)主要方法有分光光度法，原子吸收光譜法，原子熒光光譜法，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法和電化學(xué)溶出法。分光光度法儀器便宜，但操作繁瑣，靈敏度低，不適合痕量重金屬的檢測(cè)；原子吸收光譜法，原子熒光光譜法，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法雖然靈敏度高，但都存在需要大型儀器，不適合現(xiàn)場(chǎng)使用，測(cè)定步驟多，測(cè)定周期長(zhǎng)，成本高的問題。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式的可以用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，從而在保證檢測(cè)靈敏度的同時(shí)適宜于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，提高儀器使用的便攜度，從而進(jìn)一步提高檢測(cè)效率。[0005]為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置， 其特征是所述檢測(cè)裝置包括微分電位溶出儀和絲網(wǎng)印刷電極；[0006]所述微分電位溶出儀包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的工作主板、以及殼體外側(cè)設(shè)置的用于絲網(wǎng)印刷電極固定的插槽；還包括有顯示屏、按鍵、電源插口和/或電池盒；[0007]所述工作主板包括控制單元、D/A和A/D模塊、恒電位模塊、按鍵區(qū)、排針以及電源模塊；[0008]所述顯示屏、按鍵、電源插口和/或電池盒分別通過殼體與工作主板的排針、按鍵區(qū)以及電源模塊連接；[0009]所述絲網(wǎng)印刷電極包括基片，所述基片上印刷有工作電極、對(duì)電極和參比電極，所述三電極上還涂膠復(fù)合有絕緣層，所述絕緣層帶有異型孔，所述異型孔與電極適配，形成電解池腔。[0010]現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)主要分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、處理結(jié)果輸出，其中數(shù)據(jù)采集依靠絲網(wǎng)印刷電極，數(shù)據(jù)的分析處理主要通過工作主板完成，處理結(jié)果的輸出則通過顯示屏完成，具體來說，首先將不同重金屬檢測(cè)對(duì)應(yīng)需要的絲網(wǎng)印刷電極插入到微分電位溶出儀殼體的插槽，然后將試樣滴加至電解池腔，按鍵輸入檢測(cè)項(xiàng)目參數(shù)，之后微分電位溶出儀集成恒電位富集對(duì)電極的控制和溶出過程中數(shù)據(jù)的采集，并且將采集的數(shù)據(jù)計(jì)算、分析，最后得到結(jié)果在液晶屏上顯示。[0011 ] 由于本發(fā)明中既可以單獨(dú)使用電源插口或電池盒，也可以將電源插口與電池盒配合使用，所以電能的提供方式更加多元化，可以根據(jù)實(shí)際條件，選擇性的使用電源供電和電池供電，如果配合充電電池，還可以在電源供電的同時(shí)完成充電。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述微分電位溶出儀還設(shè)置有通訊口。從而使得處理結(jié)果輸出的部分有了兩種選擇，可以根據(jù)需要直接顯示在顯示屏上，也可以通過通訊口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)等存儲(chǔ)、分析裝置中。當(dāng)然，在本發(fā)明中還公開了控制的優(yōu)選方式為C8051系列單片機(jī)。作為絲網(wǎng)印刷電極的基片的優(yōu)選方式，本發(fā)明公開了 所述絲網(wǎng)印刷電極的基片為白色不透明PET膜，所述絕緣層是藍(lán)色或綠色的PET膜。并且進(jìn)一步的公開了所述工作電極、對(duì)電極為碳電極，用導(dǎo)電碳油墨印制；所述參比電極為銀一氯化銀電極，用導(dǎo)電銀一氯化銀油墨印制。采用本發(fā)明所公開的技術(shù)方案后，不僅儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且避免了預(yù)處理，方便使用。同時(shí)采用本發(fā)明公開的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行痕量重金屬檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度高，可廣泛用于廢水，地表水，海水，飲用水，生物質(zhì)液中重金屬的檢測(cè)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)，食品安全，臨床檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

圖I為用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的立體示意圖；圖2為用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的俯視圖；圖3為用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的仰視圖；圖4為用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的后視圖；圖5為用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置的模塊示意圖；圖6為本發(fā)明中絲網(wǎng)印刷電極結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本裝置重現(xiàn)性檢測(cè)圖；圖8為本發(fā)明裝置對(duì)重金屬鉛樣品的檢測(cè)圖；圖9為本發(fā)明裝置對(duì)重金屬鎘樣品的檢測(cè)圖；圖10為本發(fā)明裝置對(duì)重金屬鋅樣品的檢測(cè)圖；圖11為本發(fā)明裝置對(duì)重金屬銦樣品的檢測(cè)圖；圖12為本發(fā)明裝置對(duì)重金屬銅樣品的檢測(cè)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例I如圖I至圖4所示，用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置包括微分電位溶出儀和絲網(wǎng)印刷電極，其中微分電位溶出儀包括殼體101，殼體101正面上部有液晶屏102，下部為按鍵103，殼體101背面下部電池盒104，內(nèi)置充電電池，殼體101側(cè)面上端有絲網(wǎng)印刷電極的插槽105，殼體101側(cè)面下端分別設(shè)有電源插口 106和通訊口 107，殼體101內(nèi)置工作主板 108。工作主板108的連接分布圖如圖5所示，控制單元201，D/A和A/D模塊202，恒電位模塊203和電源模塊204共同組成工作主板108?？刂茊卧?01是基于C8051系列芯片為核心的嵌入式的微處理器，可滿足控制，采集，數(shù)據(jù)處理和顯示的需要。其中控制單元201 通過D/A和A/D模塊202來控制恒電位模塊203工作并采集恒電位模塊203的信號(hào)，A/D模塊202每隔一段時(shí)間采集電位數(shù)據(jù)，在此電位處記+1，采集數(shù)據(jù)完成后會(huì)自動(dòng)生成d t / d E的微分?jǐn)?shù)據(jù)，這樣在采集過程中完成數(shù)據(jù)的微分化處理，節(jié)省采集后數(shù)據(jù)計(jì)算分析的工作量。[0033]輸入單元(按鍵)103來開啟關(guān)閉儀器，并設(shè)置工作參數(shù)在顯示單元(液晶屏)102上顯示確認(rèn)，控制單元201通過D/A和A/D模塊202采集到的數(shù)據(jù)可經(jīng)自身計(jì)算直接得到結(jié)果在液晶屏102上顯示也可經(jīng)通訊口 107數(shù)據(jù)線上傳計(jì)算機(jī)上，可用于實(shí)驗(yàn)室分析用。[0034]電源模塊204管理供電模式，當(dāng)電源適配器連接電源插口 106，此時(shí)由電源適配器供電，同時(shí)給電池盒104內(nèi)的充電電池充電；當(dāng)電源插口 106沒有連接電源適配器時(shí)，由電池盒104內(nèi)的充電電池供電，保證沒有電源條件下現(xiàn)場(chǎng)使用。[0035]絲網(wǎng)印刷電極如圖6所示，包括絲網(wǎng)印刷電極基片301，其選用白色PET膜，為長(zhǎng)條形，厚度大于0. 15mm,電極接頭302是插進(jìn)插槽105連接恒電位模塊203。工作電極303和對(duì)電極304用導(dǎo)電碳油墨印制；參比電極305為銀氯化銀導(dǎo)電油墨印制；藍(lán)(綠)色PET膜 306 一面涂有膠預(yù)先經(jīng)沖裁出異型孔307，在電極上壓制PET膜306形成絕緣層，對(duì)應(yīng)異型孔307則是三電極303，304和305形成電解池腔308，檢測(cè)試樣時(shí)就是將試樣滴加至電解池腔 308。[0036]實(shí)施例2本發(fā)明裝置檢測(cè)重現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)[0037]鉛試樣的準(zhǔn)備0. 2ml鉛水樣加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液為0. 125M草酸銨和1. OM鹽酸緩沖液，內(nèi)含/ L汞離子。[0038]按鍵開啟微分電位溶出儀，待儀器穩(wěn)定后，通過按鍵103設(shè)置鉛的參數(shù)，數(shù)據(jù)線連接通訊口 107與電腦通訊，絲網(wǎng)印刷電極插入插槽105，滴加試樣至電解池腔108，啟動(dòng)測(cè)試程序，待檢測(cè)完畢后，工作主板108對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析，并且將數(shù)據(jù)通過通訊口 107 上傳到電腦上存儲(chǔ)、分析。棄去用過的絲網(wǎng)印刷電極，再插入新的絲網(wǎng)印刷電極，重復(fù)測(cè)試。 測(cè)試分析得到的圖形如圖7所示。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)以鉛為代表的重金屬檢測(cè)有良好的重現(xiàn)性。[0039]實(shí)施例3[0040]鉛試樣的準(zhǔn)備以不同鉛濃度的水樣0. 2ml加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液同實(shí)施例1，檢測(cè)操作步驟同實(shí)施例1，每種濃度只做一次。測(cè)試分析得到的圖形如圖8所示。 通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出顯示出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果鉛離子濃度有相關(guān)性。[0041]實(shí)施例4[0042]鎘試樣的準(zhǔn)備0. 2ml鎘水樣加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液為0. 1-1. 0 M草酸銨和0.2-2.0 M鹽酸緩沖液，內(nèi)含Mmg / L汞離子和0.2 mg / L鉛離子，檢測(cè)操作步驟除了將按鍵設(shè)置改為鎘的參數(shù)其他同實(shí)施例1。測(cè)試分析得到的圖形如圖9所示。顯示出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)重金屬鎘離子有良好的響應(yīng)。[0043]實(shí)施例5[0044]鋅試樣的準(zhǔn)備0. 2ml鋅水樣加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液同實(shí)施例3，檢測(cè)操作步驟除了將按鍵設(shè)置改為鋅的參數(shù)其他同實(shí)施例I。測(cè)試分析得到的圖形如圖10所示。從結(jié)果可以看出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)重金屬鋅離子有良好的響應(yīng)。實(shí)施例6銦試樣的準(zhǔn)備0. 2ml銦水樣加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液同實(shí)施例3，檢測(cè)操作步驟除了將按鍵設(shè)置改為銦的參數(shù)其他同實(shí)施例I。測(cè)試分析得到的圖形如圖11所示。顯示出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)重金屬銦離子有良好的響應(yīng)。實(shí)施例7銅試樣的準(zhǔn)備0. 2ml銅水樣加入0. 8ml檢測(cè)液中，混勻；檢測(cè)液同實(shí)施例3，檢測(cè)操作步驟除了將按鍵設(shè)置改為銅的參數(shù)其他同實(shí)施例I。測(cè)試分析得到的圖形如圖12所示。顯示出本發(fā)明的便攜式痕量重金屬檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)重金屬銅離子有良好的響應(yīng)。
權(quán)利要求1.一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，其特征是所述檢測(cè)裝置包括微分電位溶出儀和絲網(wǎng)印刷電極；所述微分電位溶出儀包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的工作主板、以及殼體外側(cè)設(shè)置的用于絲網(wǎng)印刷電極插入的插槽；還包括有顯示屏、按鍵、電源插口和/或電池盒；所述工作主板包括控制單元、D/A和A/D模塊、恒電位模塊、按鍵區(qū)、排針以及電源模塊；所述顯示屏、按鍵、電源插口和/或電池盒分別通過殼體與工作主板的按鍵區(qū)、排針以及電源模塊連接；所述絲網(wǎng)印刷電極包括基片，所述基片上印刷有工作電極、對(duì)電極和參比電極，所述三電極上還涂膠復(fù)合有絕緣層，所述絕緣層帶有異型孔，所述異型孔與電極適配，形成電解池腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，其特征是所述微分電位溶出儀還設(shè)置有通訊口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，其特征是所述控制單元為C8051系列單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，其特征是所述絲網(wǎng)印刷電極的基片為白色不透明PET膜，所述絕緣層是藍(lán)色或綠色的PET膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，其特征是所述工作電極、對(duì)電極為碳電極，用導(dǎo)電碳油墨印制；所述參比電極為銀一氯化銀電極，用導(dǎo)電銀一氯化銀油墨印制。
專利摘要本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，具體的說是用于痕量重金屬檢測(cè)的裝置，更為具體的說是一種可以用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置。本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式的可以用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，從而在保證檢測(cè)靈敏度的同時(shí)適宜于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，提高儀器使用的便攜度，從而進(jìn)一步提高檢測(cè)效率。本發(fā)明提供了一種用于現(xiàn)場(chǎng)痕量重金屬檢測(cè)的裝置，所述檢測(cè)裝置包括微分電位溶出儀和絲網(wǎng)印刷電極。不僅儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且避免了電極預(yù)處理，方便使用。同時(shí)采用本發(fā)明公開的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行痕量重金屬檢測(cè)，操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)靈敏度高，可廣泛用于廢水，地表水，海水，飲用水，生物質(zhì)液中重金屬的檢測(cè)，在環(huán)境監(jiān)測(cè)，食品安全，臨床檢測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01N27/416GK202305470SQ20112037287
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者丁愛芳, 劉維周, 劉欽普, 曾嶸斌, 陳昌云 申請(qǐng)人:南京曉莊學(xué)院