一種基于兩極體系的水質檢測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于兩極體系的水質檢測系統，包括有電源供電模塊、樣品預處理裝置、流路系統、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器、報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個檢測裝置，所述的檢測裝置包括有微控制器，所述的微控制器依次與DA轉換芯片、雙極性調理電路、恒電位儀連接，在樣品池內放入工作電極和輔助電極，恒電位儀與工作電極連接，輔助電極連接有微電流放大電路，所述的微電流放大電路依次與AD采集模擬開關、AD轉換芯片和微控制器連接。本發明專利技術采用一種系統，同時檢測金屬重離子、葡萄糖和余氯的含量，簡單可靠，采用的活性炭電極傳感性能良好，系統穩定可靠，成本低且小型化，使用方便。

A water quality detection system based on two pole system

The invention discloses a water quality detection system based on bipolar system, including the power supply module, sample pretreatment device, flow path system, a detection device and detection device two, general controller, alarm device, storage module and display module, the detection device and a detection device two is two detection device the same, the detection device comprises a microcontroller, the microcontroller is connected with DA conversion chip, bipolar circuit, potentiostat connected, and auxiliary electrode is put into the sample pool, a potentiostat connected with the working electrode and auxiliary electrode is connected with a micro current amplifying circuit, the the micro current amplifying circuit connected with the AD acquisition of analog switch, AD conversion chip and micro controller connection. The invention adopts a system for simultaneous detection of heavy metal ions, glucose and chlorine content, simple and reliable, activated carbon electrode with good sensing properties, the system is stable and reliable, low cost and miniaturization, easy to use.

【技術實現步驟摘要】
一種基于兩極體系的水質檢測系統
本專利技術涉及水質檢測
，尤其涉及一種基于兩極體系的水質檢測系統。
技術介紹
生活用水、飲用水等水質安全問題是社會各界乃至家家戶戶所關心的問題，雖然國家對各類水質均有衛生標準規定，對出廠自來水檢測也較為重視，但是出廠自來水的合格并不等于輸送至各戶家庭的水質合格，因此，開發檢測性能好、速度快、易于維護的水質檢測系統是很重要的。水中既含有人體所需的一些必要元素，也含有一些對人體有害的物質，不同場合對水質的要求也不同，水體中的物質可分為三大類，包括陽離子、陰離子、和有機物，其中陽離子如汞、鉛、鎘等重金屬離子對人體有危害，陽離子如鈣、鎂、鈉、鉀則是對人體健康極其重要的元素，陰離子如氯離子、次氯酸根、硝酸鹽、硫酸鹽等在水中的濃度也具有一定的限制，有機物如葡萄糖、蛋白質、咖啡因等，隨著它們的廣泛應用，人們對其在水中的濃度也極其關注。現有的水質檢測系統具有儀器設備價格昂貴，操作繁瑣，檢測時需要大量的水體樣本，檢測時間長等缺點。
技術實現思路
本專利技術目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種基于兩極體系的水質檢測系統。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種基于兩極體系的水質檢測系統，包括有電源供電模塊、樣品預處理裝置、流路系統、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器、報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個檢測裝置，電源供電模塊給系統供電，所述的檢測裝置包括有微控制器，所述的微控制器依次與DA轉換芯片、雙極性調理電路、恒電位儀連接，在樣品池內放入工作電極和輔助電極，恒電位儀與工作電極連接，輔助電極連接有微電流放大電路，所述的微電流放大電路依次與AD采集模擬開關、AD轉換芯片和微控制器連接，兩個微控制器均與總控制器連接，總控制器分別連接報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的樣品預處理裝置與流路系統連接，流路系統分別連接兩個樣品池的入水口，樣品依次經過樣品預處理裝置和流路系統后，分別進入兩個樣品池，通過微控制器發出激勵信號，由DA轉換芯片將激勵信號轉換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經過雙極性調理電路轉換為雙極性電壓，通過恒電位儀調節工作電極和輔助電極之間的電壓，輔助電極響應電流信號，電流信號通過微電流放大電路將電流信號進行放大，并轉換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關的采集范圍之內，AD采集模擬開關選擇信號類型，通過AD轉換芯片將電壓信號轉換為數字信號發送給微控制器，兩個微控制器將接收到的數據進行處理，處理后得出的參數值均發送到總控制器，總控制器將接收到的相應的參數進行比較，差距超出預先設定的范圍時，啟動報警裝置，若差距沒超出預先設定的范圍，總控制器取兩個數據的平均值作為最后的測試的數據，分別發送到存儲模塊和顯示模塊進行存儲和顯示。所述的微控制器的型號為EZ-USBFX2-68013。所述的樣品預處理裝置包括有雙層帶有中空腔體的池子，池子內層和外層為可拆卸連接，池子內層的側壁為濾網。所述的工作電極包括有金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極，將金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極集成在同一個電極上構成工作電極；所述的輔助電極為活性炭電極，用PVB膜將碳布、碳纖維棒和活性炭綁在一起構成活性炭電極。所述的參數包括有金屬重離子的含量、葡萄糖的含量和余氯的含量。本專利技術的優點是：本專利技術采用一種系統，同時檢測金屬重離子、葡萄糖和余氯的含量，簡單可靠，采用的活性炭電極傳感性能良好，系統穩定可靠，成本低且小型化，增加了兩個檢測裝置，防止因為失誤造成的數據誤差大，當誤差較大時，總控制器發出報警，提醒工作人員測試誤差大，檢測是不是有儀器損壞或操作不當，減少檢測錯誤的問題，使用方便。附圖說明圖1為本專利技術的工作原理圖。具體實施方式如圖1所示，一種基于兩極體系的水質檢測系統，包括有電源供電模塊1、樣品預處理裝置2、流路系統3、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器4、報警裝置5、存儲模塊6和顯示模塊7，電源供電模塊1給系統供電，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個檢測裝置，所述的檢測裝置包括有微控制器8，所述的微控制器8依次與DA轉換芯片9、雙極性調理電路10、恒電位儀11連接，在樣品池12內放入工作電極13和輔助電極14，恒電位儀11與工作電極13連接，輔助電極14連接有微電流放大電路15，所述的微電流放大電路15依次與AD采集模擬開關16、AD轉換芯片17和微控制器8連接，兩個微控制器8均與總控制器4連接，總控制器4分別連接報警裝置5、存儲模塊6和顯示模塊7，所述的樣品預處理裝置2與流路系統3連接，流路系統3分別連接兩個樣品池12的入水口，樣品依次經過樣品預處理裝置2和流路系統3后，分別進入兩個樣品池12，通過微控制器8發出激勵信號，由DA轉換芯片9將激勵信號轉換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經過雙極性調理電路10轉換為雙極性電壓，通過恒電位儀11調節工作電極13和輔助電極14之間的電壓，輔助電極14響應電流信號，電流信號通過微電流放大電路15將電流信號進行放大，并轉換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關16的采集范圍之內，AD采集模擬開關16選擇信號類型，通過AD轉換芯片17將電壓信號轉換為數字信號發送給微控制器8，兩個微控制器8將接收到的數據進行處理，處理后得出的參數值均發送到總控制器4，總控制器4將接收到的相應的參數進行比較，差距超出預先設定的范圍時，啟動報警裝置5，若差距沒超出預先設定的范圍，總控制器4取兩個數據的平均值作為最后的測試的數據，分別發送到存儲模塊6和顯示模塊7進行存儲和顯示。所述的微控制器8的型號為EZ-USBFX2-68013。所述的樣品預處理裝置2包括有雙層帶有中空腔體的池子，池子內層和外層為可拆卸連接，池子內層的側壁為濾網。所述的工作電極13包括有金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極，將金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極集成在同一個電極上構成工作電極；所述的輔助電極14為活性炭電極，用PVB膜將碳布、碳纖維棒和活性炭綁在一起構成活性炭電極。所述的參數包括有金屬重離子的含量、葡萄糖的含量和余氯的含量。重金屬的檢測方法原理：采用陽極溶出伏安法測定水中的重金屬，通過恒電位儀保持恒電位，在一定的恒電位下，重金屬離子還原富集在工作電極表面，反應式如下：Hg2++2e<->HgCd2++2e<->CdPb2++2e<->Pb（1）通過攪拌加速富集速度，靜置一段時間后，再施加由負向正不斷上升的電壓信號，電極表面富集的重金屬單質逐漸溶出，反應式（1）向左進行，發生氧化反應，記錄該過程的電流-電壓曲線，根據溶出峰的峰電位進行定性分析，根據溶出峰電流進行定量分析，峰電流與重金屬各離子濃度呈線性關系，得出重金屬離子的含量。同時測定多種重金屬離子時，主要通過溶出峰的位置來區分檢測的種類，不同的重金屬離子氧化還原電位不同，所使用的電極材料也根據其電位選擇，選擇玻碳電極檢測鉛離子和鎘離子，金電極檢測汞離子。葡萄糖的檢測方法原理：通過電極表面葡萄糖的電化學催化氧化反應過程中電流密度與濃度成正比這一特點，對溶液中的葡萄糖進行定量分析。選用金電極作為工作電極，采用脈沖計時電流法，在0.1V檢測電壓下檢測5s，共施加3個周期脈沖，記錄電流-時間曲線，計算葡萄糖的氧化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于兩極體系的水質檢測系統，其特征在于：包括有電源供電模塊、樣品預處理裝置、流路系統、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器、報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個檢測裝置，電源供電模塊給系統供電，所述的檢測裝置包括有微控制器，所述的微控制器依次與DA轉換芯片、雙極性調理電路、恒電位儀連接，在樣品池內放入工作電極和輔助電極，恒電位儀與工作電極連接，輔助電極連接有微電流放大電路，所述的微電流放大電路依次與AD采集模擬開關、AD轉換芯片和微控制器連接，兩個微控制器均與總控制器連接，總控制器分別連接報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的樣品預處理裝置與流路系統連接，流路系統分別連接兩個樣品池的入水口，樣品依次經過樣品預處理裝置和流路系統后，分別進入兩個樣品池，通過微控制器發出激勵信號，由DA轉換芯片將激勵信號轉換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經過雙極性調理電路轉換為雙極性電壓，通過恒電位儀調節工作電極和輔助電極之間的電壓，輔助電極響應電流信號，電流信號通過微電流放大電路將電流信號進行放大，并轉換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關的采集范圍之內，AD采集模擬開關選擇信號類型，通過AD轉換芯片將電壓信號轉換為數字信號發送給微控制器，兩個微控制器將接收到的數據進行處理，處理后得出的參數值均發送到總控制器，總控制器將接收到的相應的參數進行比較，差距超出預先設定的范圍時，啟動報警裝置，若差距沒超出預先設定的范圍，總控制器取兩個數據的平均值作為最后的測試的數據，分別發送到存儲模塊和顯示模塊進行存儲和顯示。...

【技術特征摘要】
1.一種基于兩極體系的水質檢測系統，其特征在于：包括有電源供電模塊、樣品預處理裝置、流路系統、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器、報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個檢測裝置，電源供電模塊給系統供電，所述的檢測裝置包括有微控制器，所述的微控制器依次與DA轉換芯片、雙極性調理電路、恒電位儀連接，在樣品池內放入工作電極和輔助電極，恒電位儀與工作電極連接，輔助電極連接有微電流放大電路，所述的微電流放大電路依次與AD采集模擬開關、AD轉換芯片和微控制器連接，兩個微控制器均與總控制器連接，總控制器分別連接報警裝置、存儲模塊和顯示模塊，所述的樣品預處理裝置與流路系統連接，流路系統分別連接兩個樣品池的入水口，樣品依次經過樣品預處理裝置和流路系統后，分別進入兩個樣品池，通過微控制器發出激勵信號，由DA轉換芯片將激勵信號轉換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經過雙極性調理電路轉換為雙極性電壓，通過恒電位儀調節工作電極和輔助電極之間的電壓，輔助電極響應電流信號，電流信號通過微電流放大電路將電流信號進行放大，并轉換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關的采集范圍之內，AD采集模擬開關選擇信號類型，通過...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦漢林，吳金節，吳為江，徐猛，
申請(專利權)人：安徽省碧水電子技術有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34