[發明專利]便攜式電化學重金屬檢測儀

在審

• 申請號: 202110008350.2
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112834587A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 劉曉霜
• 申請（專利權）人: 長沙卡琳頓科技有限公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發明涉及一種便攜式電化學重金屬檢測儀，包括電化學重金屬檢測儀和攪拌臺；電化學重金屬檢測儀包括系統控制單元模塊、交互顯示觸摸屏和主控制單元模塊；主控制單元模塊包括stm32處理器、數字信號發生器DAC、數據采集系統ADC、恒電勢電路和絲網印刷電極，stm32處理器控制數字信號發生器DAC產生測量所需的激勵信號施加在恒電勢電路中由絲網印刷電極的CE和WE構成的極化回路，并對絲網印刷電極的RE和WE構成的測量回路的電流進行I?V轉換和電壓信號放大濾波，最后由stm32處理器控制數據采集系統ADC采集電位信號并將轉換的數字信號發送到系統控制單元模塊；系統控制單元模塊對數字信號進行處理并發送給交互顯示觸摸屏。本發明前處理簡單、成本低、測試性能穩定。

技術領域

本發明屬于重金屬檢測領域，具體涉及一種便攜式電化學重金屬檢測儀，廣泛應用 到生物、環境、食品、醫療等領域。

背景技術

隨著科技的發展與人們生活水平的提高，食品和環境的安全問題顯得越發重要。由 于其危害大且廣，世界各國對糧食中鉛和鎘等的含量做出了嚴格的限量規定。例如，國際食品法典委員會的新標準規定，精白米中鎘的含量必須小于0.4mg/kg、鉛的限量為0.2mg/kg。而我國于2005年10月頒布實施的《食品污染物限量》強制性國家標準中規 定精白米中鎘的限量為0.2mg/kg、糧食中鉛的限量為0.4mg/kg。

目前，用于重金屬檢測的方法主要有原子吸收光譜法(AAS)、電感耦合等離子體等光譜(ICP-MS)、質譜法、原子熒光、熒光法、分光光度法等。這些方法所需的儀器 通常耗資昂貴，運行費用高，需要具備熟練的操作經驗和足夠的工作空間，在實現大范 圍檢測時比較費時、費力；而且測量時有的方法樣品前處理復雜，需萃取、濃縮富集或 抑制干擾；有的不能進行多組份或多元素分析；有的會因元素、光譜等干擾而無法測定， 均不適合中小企業、農村以及基層等現場大規模推廣使用。

陽極溶出伏安法(Anodic stripping voltammetry，ASV)發明于19世紀20年代，是指在一定的電位下使待測金屬離子部分地還原成金屬并在電極的表面析出，然后向電極施加反向電壓，使電極上的金屬氧化而產生氧化電流，根據氧化過程的電流—電壓曲線 實現重金屬含量定量檢測的方法。該方法具有測量速度快，檢出限低，可用于多金屬元 素同時進行定性、定量分析的優點，是重金屬含量檢測常用的手段之一。基于此，市面 上已開發了多款重金屬電化學檢測儀。然而，值得一提的是，目前這些儀器均使用傳統 的三電極體系。其中的工作電極——玻碳電極不僅成本高，而且其打磨和維護需要專業 的技術人員，給基層用戶使用時帶來很多不便。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種便攜式電化學重金屬檢測儀，本發明前處理簡單、 成本低、測試性能穩定。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種便攜式電化學重金屬檢測儀，其特征在于：采用絲網印刷電極來檢測待測介質 中重金屬，包括電化學重金屬檢測儀和攪拌臺；

所述電化學重金屬檢測儀包括系統控制單元模塊、交互顯示觸摸屏和主控制單元模 塊，所述系統控制單元模塊分別與交互顯示觸摸屏和主控制單元模塊連接；所述主控制單元模塊為電化學測量系統，包括stm32處理器、數字信號發生器DAC、數據采集系統ADC、濾波器、增益放大電路、恒電勢電路和絲網印刷電極，所述stm32處理器控制數字信號 發生器DAC產生測量所需的激勵信號施加在恒電勢電路中由絲網印刷電極的CE和WE構成 的極化回路，并對絲網印刷電極的RE和WE構成的測量回路的電流進行I-V轉換和電壓信 號放大濾波，最后由stm32處理器控制數據采集系統ADC采集電位信號并將轉換的數字信 號發送到系統控制單元模塊；所述系統控制單元模塊用于對數字信號進行處理，并發送 給交互顯示觸摸屏；所述交互顯示觸摸屏用于顯示，和控制系統控制單元模塊。

進一步地，所述系統控制單元模塊包括系統內核CPU，所述系統內核CPU通過 串口通信接口與交互顯示觸摸屏連接，通過內置通訊接口與主控制單元模塊連接。