[发明专利]便携式电化学重金属检测仪

说明书

本发明涉及一种便携式电化学重金属检测仪，包括电化学重金属检测仪和搅拌台；电化学重金属检测仪包括系统控制单元模块、交互显示触摸屏和主控制单元模块；主控制单元模块包括stm32处理器、数字信号发生器DAC、数据采集系统ADC、恒电势电路和丝网印刷电极，stm32处理器控制数字信号发生器DAC产生测量所需的激励信号施加在恒电势电路中由丝网印刷电极的CE和WE构成的极化回路，并对丝网印刷电极的RE和WE构成的测量回路的电流进行I‑V转换和电压信号放大滤波，最后由stm32处理器控制数据采集系统ADC采集电位信号并将转换的数字信号发送到系统控制单元模块；系统控制单元模块对数字信号进行处理并发送给交互显示触摸屏。本发明前处理简单、成本低、测试性能稳定。

技术领域

本发明属于重金属检测领域，具体涉及一种便携式电化学重金属检测仪，广泛应用 到生物、环境、食品、医疗等领域。

背景技术

随着科技的发展与人们生活水平的提高，食品和环境的安全问题显得越发重要。由 于其危害大且广，世界各国对粮食中铅和镉等的含量做出了严格的限量规定。例如，国际食品法典委员会的新标准规定，精白米中镉的含量必须小于0.4mg/kg、铅的限量为0.2mg/kg。而我国于2005年10月颁布实施的《食品污染物限量》强制性国家标准中规 定精白米中镉的限量为0.2mg/kg、粮食中铅的限量为0.4mg/kg。

目前，用于重金属检测的方法主要有原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体等光谱(ICP-MS)、质谱法、原子荧光、荧光法、分光光度法等。这些方法所需的仪器 通常耗资昂贵，运行费用高，需要具备熟练的操作经验和足够的工作空间，在实现大范 围检测时比较费时、费力；而且测量时有的方法样品前处理复杂，需萃取、浓缩富集或 抑制干扰；有的不能进行多组份或多元素分析；有的会因元素、光谱等干扰而无法测定， 均不适合中小企业、农村以及基层等现场大规模推广使用。

阳极溶出伏安法(Anodic stripping voltammetry，ASV)发明于19世纪20年代，是指在一定的电位下使待测金属离子部分地还原成金属并在电极的表面析出，然后向电极施加反向电压，使电极上的金属氧化而产生氧化电流，根据氧化过程的电流—电压曲线 实现重金属含量定量检测的方法。该方法具有测量速度快，检出限低，可用于多金属元 素同时进行定性、定量分析的优点，是重金属含量检测常用的手段之一。基于此，市面 上已开发了多款重金属电化学检测仪。然而，值得一提的是，目前这些仪器均使用传统 的三电极体系。其中的工作电极——玻碳电极不仅成本高，而且其打磨和维护需要专业 的技术人员，给基层用户使用时带来很多不便。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种便携式电化学重金属检测仪，本发明前处理简单、 成本低、测试性能稳定。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种便携式电化学重金属检测仪，其特征在于：采用丝网印刷电极来检测待测介质 中重金属，包括电化学重金属检测仪和搅拌台；

所述电化学重金属检测仪包括系统控制单元模块、交互显示触摸屏和主控制单元模 块，所述系统控制单元模块分别与交互显示触摸屏和主控制单元模块连接；所述主控制单元模块为电化学测量系统，包括stm32处理器、数字信号发生器DAC、数据采集系统ADC、滤波器、增益放大电路、恒电势电路和丝网印刷电极，所述stm32处理器控制数字信号 发生器DAC产生测量所需的激励信号施加在恒电势电路中由丝网印刷电极的CE和WE构成 的极化回路，并对丝网印刷电极的RE和WE构成的测量回路的电流进行I-V转换和电压信 号放大滤波，最后由stm32处理器控制数据采集系统ADC采集电位信号并将转换的数字信 号发送到系统控制单元模块；所述系统控制单元模块用于对数字信号进行处理，并发送 给交互显示触摸屏；所述交互显示触摸屏用于显示，和控制系统控制单元模块。

进一步地，所述系统控制单元模块包括系统内核CPU，所述系统内核CPU通过 串口通信接口与交互显示触摸屏连接，通过内置通讯接口与主控制单元模块连接。