[发明专利]一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统

权利要求书

1.一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，该系统包括太阳能电池单元、控制单元、信号源单元、测量单元和校正单元；太阳能电池单元的输出端正负极分别与控制单元(2)的输入端正负极相连接；控制单元(2)的输出端正负极与信号源单元(3)的正负极相连接；信号源单元(3)的输出端有三个电极：工作电极、辅助电极和参比电极，这三个电极能够直接与电解液的对应电极相连接；测量单元(4)的输入端分别与待测样品的正负极相连接，或测量单元(4)的输入端电极分别与信号源单元(3)输出端的三个电极公用；测量单元(4)的输出端与控制单元(2)的输入端相连接；校正单元(5)的输入端分别与信号源(3)输出端和测量单元(4)输出端相连联，校正单元(5)输出端与控制单元(2)的输入端相连接；信号源(3)和测量单元(4)相对校正单元(5)来说是并联关系；

太阳能电池单元将太阳能转换成电能，提供整个系统的能量来源；控制单元提供信号源单元的输出模式与测量单元测量模式的智能切换，实现电解工艺与电化学相关测量功能切换；信号源单元提供电解工艺所需要的恒电位和恒电流；测量单元实现待测样品的相关电学特性参数的测量；校正单元提供不同的内置参考源信号分别与信号源单元的输出信号和测量单元的测量信号进行误差校准，实现电解工艺相关输出信号与相关电学特性参数测量信号的精确输出。

2.按照权利要求1的一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，太阳能电池单元是光伏组件为单晶硅组件、多晶硅组件、非晶硅组件、薄膜硅组件、铜铟镓硒组件、砷化镓组件、碲化镉组件、有机光伏组件中的一种。

3.按照权利要求1的一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，控制单元主要通过稳压器、Boost-Buck升降压电路与精密可调电阻的电学模块的集成和智能的控制方法相结合来实现电参数的智能控制，而且电化学测量模式与电解模式能够自动或手动切换。

4.按照权利要求1的一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，电路模块运行方法包括如下，控制单元(2)通过对信号源单元(3)内置的波形发生模块发出控制指令来选择信号源单元(3)的工作模式—恒电位模式/恒电流模式，实现输出电极上的电信号输出；测量单元(4)的测量模块通过校正单元(5)内的滤波器和校正电路对测量的信号进行校正，再将校正后的模拟测量信号经由模/数转换模块转换数字信号，经过串行通讯传输到控制单元(2)，进一步将测量数据显示在计算机界面上。

5.按照权利要求1的一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，信号源单元(4)的恒电位/恒电流输出方法：当进行电解工艺时，所述直流电化学应用系统的控制单元(2)发出控制指令，正弦波信号发生器产生信号与模拟输出波形信号经乘法电路叠加，叠加后的信号再经放大电路进行放大，放大后的信号进一步经过直流/直流变换模块变为电解所需要的电信号范围；放大电路放大后的信号通过和微处理器的内置基准电路一次校准后可输出相应的电信号；进一步信号源单元(3)输出端的电信号通过采样电路进行信号采样，采样信号经由微处理器内的比较电路实现信号源单元(3)输出信号的二次校准再反馈给控制单元(2)，进而输出高精度的电信号；信号源单元(3)的输出信号可以通过量程切换选择输出对应量程范围内的电信号。

6.按照权利要求1的一种基于太阳能电池供电的直流电化学应用系统，其特征在于，直流电化学应用系统的测量单元(4)的测量模块将所测量的电信号反馈给测量单元(4)内的采样电路，再经过校正单元(5)的信号调理1调频电路和信号调理2调压电路同时实现频率和电压的调理，然后经过模/数转换串行传送到控制单元(2)中，进而显示在计算机界面上；其中测量单元(4)的采样电路通过测量单元(4)中的时钟电路和缓冲电路来确定采样周期和采样频率。