[发明专利]一种多通道手持式电化学仪

说明书

本发明公开了一种多通道手持式电化学仪，包括多个传感器检测接口、电源模块、数模转换电路、恒电位电路、电流/电压转换放大电路、采样电路、滤波电路、微控制器和数据传输模块，其中传感器检测接口用于安装三电极传感器，所述微控制器经数模转换电路和恒电位电路连接传感器，所述传感器经电流/电压转换放大电路、滤波电路和采样电路连接微控制器，所述控制电路还与数据传输模块连接；所述微控制器产生扫描电压，经过数模转换和恒定控制后驱动传感器工作；所述传感器同时产生多路电流，经电流/电压转化、放大、滤波和采样后传输给控制电路计算传感器检测浓度值，所述数据传输模块将计算的浓度值传输给云端。

技术领域

本发明涉及一种电化学仪，具体涉及一种多通道手持式电化学仪。

背景技术

电化学分析仪是是电化学分析、研究和教学的理想工具，可广泛应用于环 境、能源、材料、生物、制药及冶金等各领域。传统的电化学仪体积较大，不易 实现线程检测，且无法直接得到传感器浓度值，只是单一的给出传感器的电流值， 非常不适于现场检测。现有的手持式电化学仪虽然有些体积小，但是由于恒电位 电路处设计的不完善，检测精度明显不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道手持式电化学仪，可以实现极小误差的多 通道同时检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多通道手持式电化学仪，包括多个 传感器检测接口、电源模块、数模转换电路、恒电位电路、电流/电压转换放大 电路、采样电路、滤波电路、微控制器和数据传输模块，其中传感器检测接口用 于安装三电极传感器，所述微控制器经数模转换电路和恒电位电路连接传感器， 所述传感器经电流/电压转换放大电路、滤波电路和采样电路连接微控制器，所 述控制电路还与数据传输模块连接；所述微控制器产生扫描电压，经过数模转换 和恒定控制后驱动传感器工作；所述传感器同时产生多路电流，经电流/电压转 化、放大、滤波和采样后传输给控制电路计算传感器检测浓度值，所述数据传输 模块将计算的浓度值传输给云端。

作为一种优选实施方式，所述传感器接口为USB母口。

作为一种优选实施方式，所述电源模块提供3.3V电压和5V电压，3.3V电 压用于为微控制器供电，5V电压用于为传感器检测接口、数模转换电路、恒电 位电路、电流/电压转换放大电路、采样电路、滤波电路和数据传输模块供电。

作为一种优选实施方式，所述恒电位电路包括第一级运算放大器、第二级运 算放大器、第三级运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和电 容，其中第一级运算放大器的正向输入端接收来自数模转换电路的控制电位，负 向输入端与输出端相连，并且通过第一电阻与第二级运算放大器的负向输入端相 连；第二级运算放大器的正向输入端连入参考电压，负向输入端一方面通过第二 电阻与第三级运算放大器的输出端相连，另一方面通过电容与第二级运算放大器 的输出端相连，输出端通过第三电阻与传感器的辅助电极相连，同时第三电阻通 过第四电阻接地；第三级运算放大器的正向输入端与传感器的参比电极相连，负 向输入端与输出端相连。

作为一种优选实施方式，所述电流/电压转换放大电路包括第四运算放大器， 第五电阻和第二电容，第四运算放大器的正向输入端连接参考电压，负向输入端 与传感器的工作电极相连，负向输入端又通过四五电阻与输出端相连，且第五电 阻两端并联第二电容，输出端连接采样电路。

作为一种优选实施方式，所述滤波电路包括第五运算放大器、第六运算放 大器和第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三电容、第四电容和第五 电容，其中第五运算放大器的负相输入端通过第三电容和第六电阻连接到采样电 路，正向输入端通过第七电阻连接到第三电容和第六电阻中间，并通过第四电容 连地，输出端与负向输入端相连，通过第八电阻连接到采样电路，通过第八电阻 和第五电容与采样电路相连；第六运算放大器的正向输入端与采样电路相连，负 向输入端与输出端相连，输出端通过第九电阻与采样电路相连，构成3阶巴特沃 兹低通滤波电路。