[發明專利]一種無線式土壤重金屬含量的檢測系統

有效

• 申請號: 201811477921.1
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109507244B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 尹海宏;許偉;王志亮;宋長青;印川;施天宇
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01N27/24
• 分類號: G01N27/24
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝

本發明提供了一種無線式檢測土壤重金屬含量的檢測系統，包括：傳感器，DDS，電流采樣器，儀用放大器，A/D轉換器，接口電路，MCU，無線發送/接收模塊，溫度控制器，電源模塊，以及手持式移動智能終端；傳感器還內置有電加熱器和熱電偶；在檢測時，傳感器中填裝有采集得到的土壤試樣。由測量得到的土壤試樣的Cp?f曲線、Tan(Delta)?f曲線的形狀，可以反演出土壤重金屬含量。本發明中電路結構進一步得到了簡化，成本得以降低。

技術領域

本發明涉及一種無線式土壤重金屬含量的檢測系統。

背景技術

土壤重金屬污染是指由于自然的原因或人類活動將重金屬帶入到土壤中，致使土壤中重金屬含量明顯高于背景值、并造成現存的或潛在的土壤質量退化、生態與環境惡化的現象。土壤重金屬來源廣泛，主要包括有大氣降塵、污水灌溉、工業固體廢棄物的不當堆置、礦業活動、農藥和化肥等。凡以重金屬和含有重金屬的材料為生產原料的行業，在生產過程中均可能排放重金屬，如果處置不當，就會造成環境污染。

在預防、監測、治理土壤重金屬污染過程中，檢測土壤重金屬含量是一個非常重要的環節。重金屬的定量檢測分析技術通常有：紫外可分光光度法(UV)、原子吸收法(AAS)、原子熒光法(AFS)、電感耦合等離子體法(ICP)、X熒光光譜(XRF)、電感耦合等離子質譜法(ICP-MS)。除上述方法外，還有光譜法檢測。也有的采用X熒光光譜(XRF)分析。

在上述這些檢測方法中，所采用的儀器設備都較為精密、昂貴，體積較大，且需在實驗室安裝調試后固定使用，無法外出隨身攜帶使用，在檢測土壤重金屬含量時，都需要現場采樣后，送交實驗室進行后期復雜的預處理和異位檢測分析，既耗時又不方便，不能用于現場快速檢測。

在需要快速檢測、分析土壤重金屬污染情況時，急需一種能夠用于現場檢測的、方便攜帶的、低成本的檢測儀器與檢測方法。

在本發明專利申請的另一同日發明專利申請中，提出了一種基于DDS的檢測土壤重金屬含量的檢測裝置，在該檢測裝置中，包含有傳感器，可編程信號發生器，電流采樣器，電壓采樣器，儀用放大器I，A/D轉換器，接口電路，MCU，輸入設備，溫度控制模塊，電源模塊。但該裝置有時仍然顯得操作不夠靈活方便。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種全新的、完全不同于現有技術的土壤重金屬含量的檢測儀器與測量方法，本發明的目的還在于本發明專利申請的另一同日發明專利申請作出進一步的改進，利用手持式移動智能終端相對于MCU更為強大的運算性能，和無線發送/接收模塊，大大提升檢測運算速度，和使得測量系統操作更為靈活方便。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種無線式檢測土壤重金屬含量的檢測系統，包括：

傳感器，直接數字式頻率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)，電流采樣器，儀用放大器，A/D轉換器，接口電路，MCU(微控制單元，MicroController Unit；MCU，又稱為單片微型計算機)，無線發送/接收模塊，溫度控制器，電源模塊，以及手持式移動智能終端；所述傳感器還內置有電加熱器和熱電偶；電源模塊為MCU、傳感器、直接數字式頻率合成器、電流采樣器、儀用放大器、A/D轉換器、接口電路、無線發送/接收模塊、溫度控制器提供電能；在檢測時，傳感器中填裝有采集得到的土壤試樣；電流采樣器通常由一個與傳感器串聯的小電阻構成，其中，所述小電阻的電阻值顯著地小于土壤試樣的電阻值，所述小電阻的電阻值由測量的精確度而定；