專利名稱：便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，特別是能夠現(xiàn)場檢測生活飲用水、地下水以及江河水等水質(zhì)中鎘、鉛含量的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀。
背景技術(shù)：
鎘(Cd)、鉛(Pb)都是對人體有嚴(yán)重危害的重金屬元素。自然環(huán)境受到鎘、鉛污染后，可以通過在生物體內(nèi)的富集作用，通過食物鏈進(jìn)入人體，進(jìn)而對人體產(chǎn)生不利影響。人喝了鎘污染的水，鎘會在人體內(nèi)形成鎘硫蛋白，通過血液達(dá)到全身，并有選擇性的蓄積于腎、肝中，而且鎘與含羥基、氨基、巰基的蛋白質(zhì)分子結(jié)合，能使許多酶系統(tǒng)受到抑制，從而影響腎、肝器官中酶系統(tǒng)的正常功能。慢性鎘中毒會引起骨骼改變、腎肝損害，還可能引發(fā)貧血等；急性鎘中毒會使人出現(xiàn)嘔吐、腸胃痙攣，腹痛，腹瀉等癥狀；鎘中毒超過一定程度可導(dǎo)致死亡。人們多通過呼吸空氣、食物攝取和自來水飲用等方式把鉛帶入人體。進(jìn)入人體的鉛90%儲存在骨骼，10%隨血液循環(huán)流動而分布到全身各組織和器官，影響血紅細(xì)胞和腦、腎、神經(jīng)系統(tǒng)功能，特別是嬰幼兒吸收鉛后，將有超過30%保留在體內(nèi)，影響嬰幼兒的生長和智力發(fā)育，并損傷其認(rèn)知功能、神經(jīng)行為和學(xué)習(xí)記憶等腦功能，嚴(yán)重者造成癡呆以及死亡。由此可見，鎘、鉛污染對環(huán)境和人類的健康危害極大，因此，對環(huán)境和水質(zhì)，特別是飲用水、地下水及江河等水質(zhì)鎘、鉛含量的檢測有很大的意義。測定痕量鎘、鉛主要有原子吸收分光光度法(AAS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、原子熒光光度法(AFS)以及陽極溶出伏安法(ASV)等，但由于原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜和原子熒光光譜儀均為大型的儀器，由復(fù)雜的精密器件組成(如ICP-MS由等離子體發(fā)生器，霧化室，炬管，四極質(zhì)譜儀和一個快速通道電子倍增管組成)，并且必須配備電腦、氣瓶、UPS等外置設(shè)備，且安放于溫度基本恒定的空調(diào)房內(nèi)才能正常工作，整套設(shè)備體積龐大，不能進(jìn)行室外檢測作業(yè)，只能在實驗室內(nèi)使用，而且操作復(fù)雜，需要專門的操作人員才可操作，這種類型的檢測系統(tǒng)其精度固然高，穩(wěn)定性也較好，但是其龐大的體積、繁雜的配套設(shè)施、苛刻的使用環(huán)境條件限制了其檢測效率的提升。通常為了檢測一個樣品，需要進(jìn)行異地取樣、保護、標(biāo)記、送樣、前處理等一系列繁瑣的準(zhǔn)備工作后，才能得到可靠的結(jié)果，如果任何一個環(huán)節(jié)出了差錯，則必須重新取樣檢測，非常耗時，效率較低，且這些產(chǎn)品屬于高檔產(chǎn)品，價位一般在幾十萬到上百萬不等，價格昂貴，普及率不高。市場上電化學(xué)重金屬檢測儀就有很多，但由于這些儀器都配用傳統(tǒng)的三電極體系來檢測，在樣品處理、電極處理以及清洗步驟比較繁瑣。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種操作簡單、檢測快速的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，包括檢測儀器和印刷電極；[0007]所述檢測儀器包括殼體、殼體內(nèi)的工作主板以及殼體上的液晶顯示屏、操作指令按鍵以及用于插入印刷電極的插槽；所述工作主板包括控制單元、數(shù)字恒電位電路、溫度檢測模塊以及電源模塊，其中所述液晶顯示屏、操作指令按鍵、溫度檢測模塊和電池模塊分別和控制單元連接；所述印刷電極包括基片，基片上印刷有碳工作電極、碳對電極和Ag/AgCl參比電極；并在所述基片上印刷有上述三個電極的碳引出線，所述碳引出線的末端還印有一條用于檢測所述印刷電極是否插入檢測儀器的碳橫線；在碳橫線、三個電極的碳引出線以及三個電極以外的基片上，覆蓋有絕緣漆印制的絕緣層。上述方案中，為了方便地將檢測儀器內(nèi)的測試數(shù)據(jù)、結(jié)果傳送至電腦存儲、分析，所述檢測儀器最好設(shè)置有一通訊串口。上述方案中，所述控制單元可以為51系列單片機。上述方案中，所述印刷電極的基片可以為PVC薄膜。上述方案中，所述印刷電極最好為長條狀。上述方案中，所述印刷電極最好為一次性使用。本實用新型的有益效果是本實用新型將電化學(xué)分析儀與計算機控制、采樣、數(shù)據(jù)處理、顯示等功能高度集成到手持式儀器中，實現(xiàn)了一體機操作，且體積小，便于攜帶，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場檢測水質(zhì)中痕量鎘和鉛。同時采用一次性的印刷電極，省去了電極處理和清洗的步驟，避免了電極的二次污染。

圖1為本實用新型便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為印刷電極的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的檢測工作的原理框圖。圖中標(biāo)號為1、檢測儀器；2、液晶顯示屏；3、操作指令按鍵；4、通訊串口 ；5、電池盒；6、插槽；7、印刷電極；8、PVC薄膜；9、印刷電極的工作端；10、碳引出線；11、碳橫線；12、碳工作電極；13、Ag/AgCl參比電極；14、碳對電極。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步描述。如圖1所示，便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，包括檢測儀器I和印刷電極7 ;其中，檢測儀器I包括殼體、殼體正面上部有液晶顯示屏2，下部為電池盒5。在液晶顯示屏2與電池盒5之間設(shè)有操作指令按鍵3，殼體正面最頂端中間設(shè)有用于插入印刷電極7的插槽6，側(cè)壁上端還設(shè)有一通訊串口 4，殼體內(nèi)置有工作主板。工作主板包括控制單元、數(shù)字恒電位電路、溫度檢測模塊以及電源模塊；在本實施例中，所述控制單元是以51系列芯片為核心的嵌入式微處理器，可滿足控制、采集、數(shù)據(jù)處理和顯示的需要。數(shù)字恒電位電路和溫度檢測模塊均與控制單元連接，所述控制單元采集數(shù)字恒電位電路的信號，并對采集到的信號進(jìn)行處理。溫度檢測模塊為溫度檢測器；電源模塊給檢測儀器I供電，電池盒5內(nèi)置配有充電電池為3節(jié)5號1. 2V電池。輸入單元為操作指令按鍵3，操作指令按鍵3與控制單元連接，可開啟關(guān)閉檢測儀器1，并設(shè)置工作參數(shù)在液晶顯示屏2上顯示確認(rèn)。液晶顯示屏2為輸出單元，并與控制單元相連，可以顯示儀器操作指令提示、檢測結(jié)果以及歷史檢測記錄?？刂茊卧杉降臄?shù)據(jù)可經(jīng)自身計算直接得到結(jié)果，在液晶顯示屏2上顯示，也可通過通訊串口 4由USB數(shù)據(jù)線與計算機連接。所述印刷電極7，如圖2所示包括基片，基片上印刷有碳工作電極12、碳對電極14和Ag/AgCl參比電極13 ;并在所述基片上印刷有上述三個電極的碳引出線10，所述碳引出線10的末端還印有一條用于檢測所述印刷電極7是否插入檢測儀器I的碳橫線11。當(dāng)印刷電極7插入檢測儀器I的插槽6時，通過碳橫線4的設(shè)置，可檢查印刷電極7是否插入檢測儀器1，并將插入與否的結(jié)果顯示在檢測儀器I的液晶顯示屏2上。這樣能保證印刷電極7接觸良好，工作穩(wěn)定。在碳橫線11、三個電極的碳引出線10以及三個電極以外的基片上，覆蓋有絕緣漆印制的絕緣層。工作過程本實用新型在使用之前，首先預(yù)配制好緩沖溶液。所述緩沖溶液由儀器公司所提供。然后將所述緩沖溶液與江水樣品按照一定比例的體積比混合均勻靜置，作為待測液。配置好待測液后，開始檢測。首先按下檢測儀器I操作指令按鍵3的電源按鈕，儀器初始化后，在檢測儀器I上的插槽6處插上印刷電極7，在印刷電極7的工作端9上滴入一滴待測液后，按操作指令按鍵3中的測定鍵開始檢測。開始時，溫度檢測器先檢測環(huán)境中的溫度，然后將溫度信號送至控制單元進(jìn)行處理；數(shù)字恒電位電路與印刷電極7連接，數(shù)字恒電位電路將印刷電極7采集到的化學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號，并將此電信號輸送至控制單元處理，控制單元接收到此電信號后經(jīng)數(shù)據(jù)分析處理、再由控制單元中的操作測量指令和數(shù)據(jù)采集指令做出分析、控制，最后根據(jù)所檢測的待測溶液的溶出電流值，配合算法計算出所檢測溶液的濃度，兩分鐘后，將結(jié)果在所述液晶顯示屏2上顯示。此時控制單元中的數(shù)據(jù)存儲器將檢測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，最后完成檢測工作。當(dāng)存儲的歷史檢測記錄超過100次時，數(shù)據(jù)存儲器自動替換前面的記錄數(shù)據(jù)。為得到更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，可棄去用過的印刷電極7，再插入新的印刷電極7，重復(fù)測試。綜合上述實施例可知，本實用新型既可單獨測定鎘和鉛的濃度，也可以同時測定鎘、鉛的濃度，測試方便、快捷，且體積小，方便攜帶，并且可以在與計算機連接狀態(tài)下，可通過儀器測試軟件實現(xiàn)在電腦上測試。
權(quán)利要求1.便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是包括檢測儀器(I)和印刷電極(7)； 所述檢測儀器(I)包括殼體、殼體內(nèi)的工作主板以及殼體上的液晶顯示屏(2)、操作指令按鍵(3)以及用于插入印刷電極(7)的插槽(6)； 所述工作主板包括控制單元、數(shù)字恒電位電路、溫度檢測模塊以及電源模塊，其中所述液晶顯示屏(2)、操作指令按鍵(3)、溫度檢測模塊和電池模塊分別和控制單元連接； 所述印刷電極(7 )包括基片，基片上印刷有碳工作電極(12 )、碳對電極(14 )和Ag/AgCl參比電極(13);并在所述基片上印刷有上述三個電極的碳引出線(10)，所述碳引出線(10)的末端還印有一條用于檢測所述印刷電極是否插入檢測儀器(I)的碳橫線(11);在碳橫線(11)、三個電極的碳引出線(10)以及三個電極以外的基片上，覆蓋有絕緣漆印制的絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是所述檢測儀器(I)還設(shè)置有一通訊串口(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是所述控制單元為51系列單片機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是所述印刷電極(7)的基片為PVC薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是所述印刷電極(7)為長條狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，其特征是所述印刷電極(7)為一次性使用。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀，包括檢測儀器和印刷電極，所述檢測儀器包括殼體、殼體內(nèi)的工作主板以及殼體上的液晶顯示屏、操作指令按鍵以及用于插入印刷電極的插槽。本實用新型便攜式重金屬鎘、鉛檢測儀解決了傳統(tǒng)儀器檢測時在樣品處理、電極處理以及清洗步驟比較繁瑣的問題。具有檢測方便、快捷，體積小，方便攜帶的優(yōu)點，能實現(xiàn)現(xiàn)場檢測水質(zhì)中痕量鎘和鉛。同時采用的一次性印刷電極，省去了電極處理和清洗的步驟，避免了電極的二次污染。
文檔編號G01N27/26GK202837226SQ20122050552
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者秦文忠, 蒙興龍 申請人:桂林市光明科技實業(yè)有限公司