專利名稱：一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電分析儀器的檢測池系統(tǒng)，具體涉及一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電化學分析技術(shù)因其儀器簡單，成本低廉，運行維護方便等而廣泛地應(yīng)用于實驗室例行分析檢測以及在線環(huán)境監(jiān)測。其中，應(yīng)用最為廣泛的例子是用于實驗室恒量檢測的伏安極譜儀，以及用于水質(zhì)中重金屬監(jiān)測的重金屬在線監(jiān)測儀。特別是基于陽極溶出伏安法已經(jīng)被歐美等多個國家確立為標準在線檢測方法(如美國EPA7198，7063等)。隨著近年來因重金屬污染而導致的群體性事件的發(fā)生越來越頻繁，以及國家對重金屬污染治理力度的不但增強，基于電化學的在線監(jiān)測儀器將越來越普及。各種檢查儀器其檢測的對象基本是水性溶液，其對應(yīng)的電化學檢測池系統(tǒng)也相對較為簡單。盡管目前市面上不同儀器生產(chǎn)商所設(shè)計的檢測池各不相同，但其基本結(jié)構(gòu)是一致的::檢測池一般為杯形，檢測池底部為倒置錐體，在檢測池底部設(shè)排液口，檢測池頂部四壁分布有加液口，而工作電極、參比電極和對電極從檢測池頂部或者底部插入到檢測池內(nèi)部。部分檢測池還配有通氣和/或磁力攪拌等功能。這些檢測池結(jié)構(gòu)較為簡單，能滿足以水性介質(zhì)或者單相液體為對象的分析檢測之需。近來，越來越多的研究表明界面電化學反應(yīng)可以用來進行分析檢測，部分研究成果已經(jīng)進入實用階段，這將極大地擴展電分析檢測的傳統(tǒng)領(lǐng)域。然而，界面電化學反應(yīng)涉及至IJ兩相液體，三相界面，如果電化學檢測過程須在線完成，還涉及到兩相流體的加入、排出和三相界面的構(gòu)建等。因此，適用于普通單相液體電極反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)不再適用于界面電化學反應(yīng)體系，而目前市面上尚未發(fā)現(xiàn)專用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，該檢測池系統(tǒng)可方便地控制互不相容的兩相流體的添加，有利于三相電化學反應(yīng)界面的構(gòu)建以及廢液的排放，也有利于電極的維護與更換等。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng),包括檢測池主體、工作電極、參比電極和對電極,所述的檢測池主體具有主貯液腔、兩個參比電極/對電極安插腔、加液口、上排液口和下排液口，所述主貯液腔的底部為倒置的錐體，所述兩個參比電極/對電極的安插腔于底部與主貯液腔的底部連通，所述加液口開設(shè)在檢測池主體的頂部 并向下延伸與主貯液腔的上部連通,液體自加液口進入主貯液腔，然后進入?yún)⒈入姌O/對電極安插腔，所述上排液口設(shè)置在所述主貯液腔腰部的側(cè)壁上，用于與泵連接以排出上層溶液以及調(diào)整下層溶液的液位，所述下排液口位于主貯液腔的底部，用于與泵連接以排出下層溶液；所述工作電極置于主貯液腔內(nèi)，所述的參比電極和對電極則分別置于兩個參比電極/對電極安插腔內(nèi)。[0007]所述主貯液腔和兩個參比電極/對電極安插腔并列排布，所述主貯液腔位于所述兩個參比電極/對電極安插腔之間，所述加液口為數(shù)個，以主貯液腔、兩個參比電極/對電極安插腔的開口的中心連線為對稱軸對稱分布在所述主貯液腔的外周。本實用新型所述的兩個參比電極/對電極安插腔的底部分別通過一傾斜通道與主貯液腔的底部連通，使液體在自身重力作用下自然匯流于主貯液腔的底部中，便于液體的排放。本實用新型可做以下改進:所述傾斜通道的一端沿其中軸線方向向外延伸并在所述參比電極/對電極安插腔的側(cè)壁上形成通道口，在所述通道口處設(shè)有可拆卸的堵頭，用以封堵所述通道口，避免檢測池系統(tǒng)工作過程中溶液的滲漏，而在清洗時，可拔出堵頭清洗檢測的底部的傾斜通道。本實用新型還可做以下改進:所述的兩個參比電極/對電極安插腔的側(cè)壁上分別設(shè)有排氣孔，使腔室與大氣相通，防止內(nèi)外形成的壓差阻止液體自然流動。所述排氣孔設(shè)于接近參比電極/對電極安插腔上端口處的側(cè)壁上，所述的主貯液腔頂部設(shè)有與所述主貯液腔直接連通的通氣孔，使主貯液腔與大氣相通，防止內(nèi)外形成的壓差阻止液體自然流動。本實用新型中，所述主貯液腔的頂部設(shè)有工作電極安裝槽，所述的工作電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述工作電極的支撐架適配安裝在所述的工作電極安裝槽內(nèi)，從而將所述工作電極置于主貯液腔中，其電極則位于主貯液腔內(nèi)且不與腔室底部接觸；所述兩個參比電極/對電極安插腔頂部均設(shè)有參比電極/對電極安裝槽，所述的參比電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述參比電極的的支撐架適配安裝在其中一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將所述參比電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且不與腔室底部接觸，所述對電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述對電極的支撐架適配安裝在另一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將所述對電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且不與腔室底部接觸。作為本實用新型的一個實施方式:所述主貯液腔頂部設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)為與所述主貯液腔的開口可拆卸連接的頂蓋，所述工作電極的安裝槽設(shè)于頂蓋頂部，所述的通氣孔則設(shè)置在所述頂蓋上。在該實施方案中，所述的頂蓋可拆卸地安裝所述主貯液腔的開口處，在清洗時，只需將頂蓋卸下，即可對主貯液腔進行清洗。本實用新型可做以下改進:所述的頂蓋上設(shè)置有兩段用于擰動操作的弧形凹槽，該兩段弧形凹槽以頂蓋的直徑為對稱軸對稱分布在頂蓋的頂面上。所述的頂蓋與所述的主貯液腔頂部的開口通過螺紋連接。所述的工作電極、參比電極和對電極的支撐架分別與各自對應(yīng)的安裝槽通過螺紋連接。本實用新型所述的檢測池主體采用防腐蝕材料制備而成，所述的防腐蝕材料為聚四氟乙烯、有機玻璃等。本實用新型所述工作電極的電極為如金、鉬等金屬絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:1.本實用新型的檢測池主體上設(shè)置主貯液腔和兩個參比電極/對電極安插腔，工作電極、參比電極、對電極均為模塊化，直接插入腔室中就可與檢測池中加入的液體構(gòu)建進行界面電化學反應(yīng)的三相界面。該檢測池系統(tǒng)可用于涉及到界面電化學反應(yīng)尤其是三相電極系統(tǒng)的科研儀器，以及基于界面電化學反應(yīng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。2.本實用新型的檢測池主體設(shè)有主貯液腔和兩個于底部與主貯液腔連通的參比電極/對電極安插腔，讓工作電極、參比電極和對電極位于不同的腔室內(nèi)，避免參比電極和對電極與油相接觸。界面電化學反應(yīng)涉及到兩相液體:上層溶液為油相，下層溶液為水相。而在工作中，參比電極和對電極是不能與油相接觸，因而，設(shè)置三個獨立的且相互連通的腔室，加液口則與主貯液腔直接連通，形成一個連通器，使水相先進入主貯液腔，而后再從底部進入?yún)⒈入姌O/對電極安插腔，這樣可以避免在后加入的油相進入?yún)⒈入姌O/對電極安插腔內(nèi)。3.本實用新型的主貯液腔底部和腰部各設(shè)置一個排液口，底部下排液口便于將比重較大的下層溶液以及池內(nèi)所有液體全部排出；腰部的上排液口便于將比重較小的上層溶液排出檢測池系統(tǒng)，同時該排液口可用于控制下層溶液液位高度。而且采用雙排液口的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)將有機相廢液與水相廢液予以分別收集。本實用新型的兩個參比電極/對電極安插腔的底部分別通過一傾斜通道與主貯液腔的底部連通，使液體在自身重力作用下自然匯流于主貯液腔的倒錐形底中，便于液體的排放，且也不會有溶液殘留。傾斜通道的通道口設(shè)可拆卸的堵頭，用以封堵通道口，避免檢測池系統(tǒng)工作過程中溶液的滲漏，而在清洗時，可拔出堵頭清洗檢測的底部的傾斜通道。4.本實用新型的主貯液腔的開口處設(shè)置頂蓋，該頂蓋用于與工作電極連接的連接結(jié)構(gòu)，頂蓋可拆卸地與主貯液腔的開口連接，在清洗時，只需將頂蓋卸下，即可對主貯液腔進行清洗。5.界面電化學反應(yīng)涉及到兩相液體，其中水相往往涉及到強酸強堿，油相往往為如丙酮、氯仿等腐蝕性較強的溶液，因此，其對應(yīng)的檢測池主體必須有較好的耐酸、堿、有機溶劑腐蝕的能力，需要采用防腐蝕材料加工。本實用新型優(yōu)選采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯材料具有非常優(yōu)良的耐酸、堿以及有機溶劑的能力，利用該材料加工的檢測池主體可有效克服其他材質(zhì)檢測池主體不耐受部分酸堿和有機溶劑的缺陷。6.本實用新型的工作電極的電極為如金、鉬等金屬絲，該金屬絲垂直穿過上下兩相溶液形成的界面，利用金屬絲與兩相界面形成的三相界面作為界面電化學發(fā)生的場所，通過該方式形成的三相界面非常便利。7.本實用新型的工作電極、參比電極、對電極均可拆卸地固定于對應(yīng)的腔室內(nèi)，安裝、維護與更換均非常方便。

圖1是檢測池主體側(cè)剖面圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3是檢測池主體的俯視圖。1.檢測池主體，2.上排液口，3.下排液口，4.加液口，5.頂蓋，6.支撐螺母，7.工作電極的接線柱，8.擰動操作的弧形凹槽，9.電極，10.主貯液腔，11.通氣孔，12.參比電極/對電極安插腔，13.堵頭，14.參比電極/對電極安裝槽，15.排氣孔。
具體實施方式
[0032]圖f 3所示的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)是本實用新型的一個實施例，其由檢測池主體1、工作電極、參比電極和對電極構(gòu)成。其中，檢測池主體I采用聚四氟乙烯加工而成。檢測池主體I具有主貯液腔10、兩個參比電極/對電極安插腔12、6個加液口 4、上排液口 2和下排液口 3。主貯液腔10、兩個參比電極/對電極安插腔12并列排布。主貯液腔10為底部為倒置的錐體的圓柱體空腔。兩個參比電極/對電極的安插腔12于底部與主貯液腔10的底部分別通過一傾斜通道連通，使液體在自身重力作用下自然匯流于主貯液腔10的倒錐形底中，便于液體的排放。傾斜通道與水平面的夾角為15度。傾斜通道的一端沿其中軸線方向向外延伸并在檢測池主體I的側(cè)壁上形成通道口，在通道口處設(shè)有可拆卸的堵頭13，用以封堵通道口，避免檢測池系統(tǒng)工作過程中溶液的滲漏，而在清洗時，可拔出堵頭13清洗檢測的底部的傾斜通道。6個加液口 4開設(shè)在檢測池主體I的頂部，并以主貯液腔10、兩個參比電極/對電極安插腔12的開口的中心連線為對稱軸對稱分布在主貯液腔10外周，該6個加液口和兩個參比電極/對電極的安插腔12形成以主貯液腔10的圓心為圓心的同心圓。每個加液口 4傾斜向下延伸并與主貯液腔10的上部連通，加液口 4的中軸線與水平面的夾角為30度，液體自加液口進入主貯液腔10，然后進入?yún)⒈入姌O/對電極安插腔12。上排液口 2設(shè)于主貯液腔10的腰部的側(cè)壁上，用于與泵連接以排出上層溶液以及調(diào)整下層溶液液位高度。下排液口 3設(shè)于主貯液腔10的底部的側(cè)壁上，位于上排液口 2的下方，并與主貯液腔10的倒置錐形底齊平，用于與泵連接以排出下層溶液。主貯液腔10的頂部設(shè)有用于工作電極安裝的連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)為一頂蓋5，頂蓋5與主貯液腔10開口螺紋連接，頂蓋5上設(shè)有通氣孔11以及用于安裝工作電極安裝槽，頂蓋5上設(shè)置有兩段用于擰動操作的弧形凹槽8，該兩段弧形凹槽8以頂蓋5的直徑為對稱軸對稱分布在頂蓋5的頂面上。通氣孔11與大氣相通防止內(nèi)外形成壓差阻止液體自然流動。工作電極包括電極9、接線柱7和套設(shè)在接線柱上的支撐架，工作電極的支撐架為支撐螺母6，電極9為金或鉬金屬絲。支撐螺母6通過螺紋固定在頂蓋5的工作電極安裝槽內(nèi)，從而將所述工作電極置于主貯液腔10中，且其電極9則位于主貯液腔10內(nèi)且電極9不與主貯液腔10的底部接觸，接線柱7位于主貯液腔10外部。兩個參比電極/對電極安插腔12頂部均設(shè)有參比電極/對電極安裝槽，參比電極和對電極的支撐架均為支撐螺母，分別通過螺紋固定在參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，參比電極和對電極的電極位于參比電極/對電極的安插腔12內(nèi)，接線柱則位于腔室外。兩個參比電極/對電極安插腔的側(cè)壁上分別設(shè)有與參比電極/對電極安插腔連通的參比電極/對電極排氣孔15。該參比電極/對電極排氣孔15設(shè)于接近參比電極/對電極安插腔12上端口處。參比電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，參比電極的支撐架均為支撐螺母，通過螺紋固定在其中一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將參比電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且電極不與腔室底部接觸。對電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，對電極的支撐架均為支撐螺母，通過螺紋固定在另一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將對電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且不與腔室底部接觸。本實用新型以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，包括檢測池主體、工作電極、參比電極和對電極，其特征在于，所述的檢測池主體具有主貯液腔、兩個參比電極/對電極安插腔、加液口、上排液口和下排液口，所述主貯液腔的底部為倒置的錐體，所述兩個參比電極/對電極的安插腔于底部與主貯液腔的底部連通，所述加液口開設(shè)在檢測池主體的頂部并向下延伸與主貯液腔的上部連通，液體自加液口進入主貯液腔，然后進入?yún)⒈入姌O/對電極安插腔，所述上排液口設(shè)置在所述主貯液腔腰部的側(cè)壁上，用于與泵連接以排出上層溶液以及調(diào)整下層溶液的液位，所述下排液口位于主貯液腔的底部，用于與泵連接以排出下層溶液；所述工作電極置于主貯液腔內(nèi)，所述的參比電極和對電極則分別置于兩個參比電極/對電極安插腔內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述主貯液腔和兩個參比電極/對電極安插腔并列排布，所述主貯液腔位于所述兩個參比電極/對電極安插腔之間，所述加液口為數(shù)個，以主貯液腔、兩個參比電極/對電極安插腔的開口的中心連線為對稱軸對稱分布在所述主貯液腔的外周。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述的兩個參比電極/對電極安插腔的底部分別通過一傾斜通道與主貯液腔的底部連通，使液體在自身重力作用下自然匯流于主貯液腔的底部中，便于液體的排放。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述傾斜通道的一端沿其中軸線方向向外延伸并在所述參比電極/對電極安插腔的側(cè)壁上形成通道口，在所述通道口處設(shè)有可拆卸的堵頭，用以封堵所述通道口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述的兩個參比電極/對電極安插腔的側(cè)壁上分別設(shè)有與參比電極/對電極安插腔連通的排氣孔，所述排氣孔設(shè)于接近參比電極/對電極安插腔上端口處；所述的主貯液腔頂部設(shè)有與所述主貯液腔直接連通的通氣孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所 述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述主貯液腔的頂部設(shè)有工作電極安裝槽，所述的工作電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述工作電極的支撐架適配安裝在所述的工作電極安裝槽內(nèi)，從而將所述工作電極置于主貯液腔中，其電極則位于主貯液腔內(nèi)且不與腔室底部接觸；所述兩個參比電極/對電極安插腔頂部均設(shè)有參比電極/對電極安裝槽，所述的參比電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述參比電極的的支撐架適配安裝在其中一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將所述參比電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且不與腔室底部接觸，所述對電極包括電極、接線柱和套設(shè)在接線柱上的支撐架，所述對電極的支撐架適配安裝在另一個參比電極/對電極安裝槽內(nèi)，將所述對電極置于參比電極/對電極安插腔內(nèi)，其電極位于腔室內(nèi)且不與腔室底部接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述主貯液腔頂部設(shè)有連接結(jié)構(gòu)，該連接結(jié)構(gòu)為與所述主貯液腔的開口可拆卸連接的頂蓋，所述工作電極的安裝槽設(shè)于頂蓋頂部，所述的通氣孔則設(shè)置在所述頂蓋上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述的頂蓋上設(shè)置有兩段用于擰動操作的弧形凹槽，該兩段弧形凹槽以頂蓋的直徑為對稱軸對稱分布在頂蓋的頂面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述的頂蓋與所述的主貯液腔頂部的開口螺紋連接，所述的工作電極、參比電極和對電極的支撐架分別與各自對應(yīng)的安裝槽螺紋連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，其特征在于，所述的檢測池主體采用防腐蝕材料制 備而成。
專利摘要本實用新型涉及一種用于界面電化學反應(yīng)的檢測池系統(tǒng)，包括檢測池主體、工作電極、參比電極和對電極，所述的檢測池主體具有主貯液腔、兩個參比電極/對電極安插腔、加液口、上排液口和下排液口，所述主貯液腔的底部為倒置的錐體，所述兩個參比電極/對電極的安插腔于底部與主貯液腔的底部連通，所述加液口開設(shè)在檢測池主體的頂部并與主貯液腔的上部連通，所述上排液口設(shè)置在所述主貯液腔腰部的側(cè)壁上，所述下排液口位于主貯液腔的底部；所述工作電極置于主貯液腔內(nèi)，所述的參比電極和對電極則分別置于兩個參比電極/對電極安插腔內(nèi)。該檢測池系統(tǒng)可用于涉及到界面電化學反應(yīng)尤其是三相電極系統(tǒng)的科研儀器，以及基于界面電化學反應(yīng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
文檔編號G01N27/26GK203025145SQ20122061338
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者林永平, 王立世, 陳天生, 付艷輝 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院