检测地表水重金属的便捷式检测仪的制作方法

专利名称:检测地表水重金属的便捷式检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种检测地表水重金属的便捷式检测仪，该检测仪包括分析池和主机，主机与分析池通过连接线连接；分析池内设有三个分别放置工作电极、参比电极和对电极的容纳孔，且分析池内底部安装有放置检测溶液的分析杯，工作电极、参比电极和对电极的一端分别浸泡在分析杯的检测溶液内，工作电极、参比电极和对电极的另一端分别与连接线连接；分析池还内置有搅拌杆和电机，搅拌杆的一端浸泡于分析杯的检测溶液内且与电机驱动连接。本实用新型将分析池和主机两者结合，且两者体积小，检测时无需将这个仪器放置在地表水中，直接取地表水置于分析杯中即可进行检测，达到了体积小、方便携带、重复性好、操作简单且测量时间短的效果。
【专利说明】检测地表水重金属的便捷式检测仪

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及环境水质检测领域，尤其涉及一种检测地表水重金属的便捷式检测仪。

【背景技术】
[0002]重金属对水体的污染越来越严重，在水质重金属检测领域中，通常采用大型仪器，如重金属电化学分析仪、ICP-AES、ICP-MS等，这些设备的价格高达几十万或几百万，且操作复杂，需要专业的人员进行检测，因此如果普通大众想要了解地表水重金属污染的信息，只能送检，这种方式不仅价格昂贵，而且检测周期也很长。针对上述的问题，市面上出现了极谱仪，极谱仪虽然解决了价格昂贵的问题，但是极谱仪只能在实验室中进行测量，另外，极谱仪的悬汞电极对环境污染比较大、操作繁琐、维护困难等问题。
[0003]因此，极谱仪的使用也无法满足市场的需求。
实用新型内容
[0004]针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种体积小、方便携带、重复性好、操作简单且测量时间短的检测地表水重金属的便捷式检测仪，该检测仪可以到室外随时随地测量，符合在紧急事故发生时及时测量出水质的安全性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供一种检测地表水重金属的便捷式检测仪，包括分析池和主机，所述主机与分析池通过连接线连接；所述分析池内设有三个分别放置工作电极、参比电极和对电极的容纳孔，且所述分析池内底部安装有放置检测溶液的分析杯，所述工作电极、参比电极和对电极的一端分别浸泡在分析杯的检测溶液内，所述工作电极、参比电极和对电极的另一端分别与连接线连接；所述分析池还内置有搅拌杆和电机，所述搅拌杆的一端浸泡于分析杯的检测溶液内且与电机驱动连接；所述工作电极的表面上设有镀膜层。
[0006]其中，所述分析池包括依次固接而成的分析池上盖、分析池主体和分析池下盖；所述分析池主体的中部开设有便于拆装工作电极、参比电极和对电极的开窗区。
[0007]其中，所述搅拌杆包括上端动力部、中间呈直杆状的连接部和底端呈盘状的搅拌部；该动力部与电机驱动连接，所述动力部通过连接部与搅拌部驱动连接。
[0008]其中，所述搅拌部由多个一体成型的呈凸出状的搅拌片构成，且相邻两个搅拌片之间形成呈向内凹的圆弧边。
[0009]其中，所述主机包括按键板、显示屏、主机壳和电路板，所述电路板置于主机壳内且分别与按键板和显示屏电连接。
[0010]其中，所述按键板上设有开关键和搅拌按钮，所述搅拌按钮与电机电连接，所述开关键分别与显示屏、连接线电连接。
[0011]其中，所述主机壳的侧边设有与电路板电连接的USB接口和电源接口。
[0012]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型提供的检测地表水重金属的便捷式检测仪，增设电机和搅拌杆，在检测过程中可均匀有效的搅拌分析杯内的检测溶液，使得溶液中被分析的金属离子可充分富集于工作电极的表面，使得检测出来的重金属浓度结果精确度比较高，准确性高，灵敏度很高；同时，该检测仪将分析池和主机两者结合，且两者体积小，检测时无需将这个仪器放置在地表水中，直接取地表水置于分析杯中即可进行检测，该检测仪体积小、方便携带、重复性好、操作简单且测量时间短，可以到室外随时随地测量，符合在紧急事故发生时及时测量出水质的安全性。本实用新型具有设计合理、操作简单、携带便捷、灵敏度很高及成本低等特点。

【附图说明】

[0013]图1为本实用新型的检测地表水重金属的便捷式检测仪的结构图；
[0014]图2为图1中搅拌杆的结构放大图；
[0015]图3为本实用新型检测方法的流程图。
[0016]主要元件符号说明如下:
[0017]1、分析池2、主机
[0018]3、连接线4、工作电极
[0019]5、参比电极6、对电极
[0020]7、分析杯8、搅拌杆
[0021]11、分析池上盖12、分析池主体
[0022]13、分析池下盖21、按键板
[0023]22、显示屏23、主机壳
[0024]81、动力部82、连接部
[0025]83、搅拌部121、开窗区
[0026]211、开关键212、搅拌按钮
[0027]231、USB 接口232、电源接口
[0028]831、搅拌片

【具体实施方式】
[0029]为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
[0030]请参阅图1，本实用新型提供的检测地表水重金属的便捷式检测仪，包括分析池I和主机2，主机2与分析池I通过连接线3连接；分析池I内设有三个分别放置工作电极4、参比电极5和对电极6的容纳孔，且分析池I内底部安装有放置检测溶液的分析杯7，工作电极4、参比电极5和对电极6的一端分别浸泡在分析杯7的检测溶液内，工作电极4、参比电极5和对电极6的另一端分别与连接线3连接；分析池I还内置有搅拌杆8和电机(图未示)，搅拌杆8的一端浸泡于分析杯7的检测溶液内且与电机驱动连接；工作电极4的表面上设有镀膜层(图未示)。该检测仪中的的反应主要在镀膜层上，在检测过程中把在溶液中的金属离子吸附到镀膜层，然后进行富集溶解反应即氧化还原反应。
[0031]相较于现有技术的情况，本实用新型提供的检测地表水重金属的便捷式检测仪，增设电机和搅拌杆8，在检测过程中可均匀有效的搅拌分析杯7内的检测溶液，使得溶液中被分析的金属离子可充分富集于工作电极4的表面，使得检测出来的重金属浓度结果精确度比较高，准确性高，灵敏度很高；同时，该检测仪将分析池I和主机2两者结合，且两者体积小，检测时无需将这个仪器放置在地表水中，直接取地表水置于分析杯7中即可进行检测，该检测仪体积小、方便携带、重复性好、操作简单且测量时间短，可以到室外随时随地测量，符合在紧急事故发生时及时测量出水质的安全性。本实用新型具有设计合理、操作简单、携带便捷、灵敏度很高及成本低等特点。
[0032]在本实施例中，分析池I包括依次固接而成的分析池上盖11、分析池主体12和分析池下盖13 ;分析池主体12的中部开设有便于拆装工作电极4、参比电极5和对电极6的开窗区121。通过开窗区121的作用，可在需要组装该检测仪时，可将工作电极4、参比电极5和对电极6穿过该开窗区121插接在对应的容纳孔内，若是需要取出这三个电极或更换时，直接从开窗区121内取出即可。由于工作电极4、参比电极5和对电极6这三个电极是检测溶液中常用到的部件，拆装的频率比较大，开窗区121的设计，避免了从分析池I顶部拆装这三个电极所带来的不便性，而且可直接将分析杯7从该开窗区121取出或放进，大大节省了时间；另外，可通过开窗区121可实时观察三个电极及分析杯7内检测溶液的变化，操作极其方便。
[0033]请进一步参阅图2，搅拌杆8包括上端动力部81、中间呈直杆状的连接部82和底端呈盘状的搅拌部83 ;该动力部81与电机驱动连接，动力部81通过连接部82与搅拌部83驱动连接。搅拌部83由多个一体成型的呈凸出状的搅拌片831构成，且相邻两个搅拌片831之间形成呈向内凹的圆弧边。该搅拌片831相对于连接部82呈一定的夹角设计，降低了搅拌阻力，提高了搅拌效果，加快了检测速度，提高了检测效率。
[0034]在本实施例中，主机2包括按键板21、显示屏22、主机壳23和电路板(图未示)，电路板置于主机壳23内且分别与按键板21和显示屏22电连接。按键板21上设有开关键211和搅拌按钮212，搅拌按钮212与电机电连接，开关键211分别与显示屏22、连接线3电连接。主机壳23的侧边设有与电路板电连接的USB接口 231和电源接口 232。使得该主机2可通过USB接口 231或电源接口 232进行充电，且检测结束后通过USB接口 231将数据上传至移动终端。
[0035]本实用新型的工作原理如下:
[0036]准备测试前期，先将主机2通电，然后按下按键板21中的开关键211，显示屏22的屏幕显示出测量菜单；在主机2上插上连接线3实现与分析池I连接，分别取出工作电极4、对电极6和参比电极5，然后对工作电极4和参比电极5进行预处理，之后把这三个电极对应的放入到分析池I中的容纳孔里并与连接线3实现连接；当开机进行测量时，此时的工作电极4和对电极6就相当于电源中的正负极，参比电极5就相当于零线，主要的关键点是发生在工作电极4上；将备置好的检测溶液放入分析杯7中，点击按键板21上的搅拌按钮212，在菜单中选择测量，此时溶液中发生的反应是:富集还原反应:将还原电势施加于工作电极4，当工作电极4电势超过析出电势时，溶液中被分析的金属离子(Mn+)还原为金属原子，富集于工作电极4表面，如下所示:
[0037]Mn+ + ne — M
[0038]电势施加时间越长，还原出来富集于电极表面的金属越多；然后再进行溶出氧化反应:以固定的速率增加工作电极4的电势，将富集到工作电极4上的金属原子顺序溶出，氧化为金属离子。对于给定的电解质溶液和电极，每种金属都有特定的发生以下氧化反应的电势:
[0039]M — Mn+ + ne
[0040]该过程释放出的电子形成电流，通过测量该电流的大小，并将其与对应的电势绘制曲线图，即为“伏安图”。每种金属都有特定的溶出氧化反应电压，根据溶出氧化产生的电势值来识别金属种类，并通过不同种类金属产生溶出氧化电势差异，同时测量多种金属，测量其电流并记录相应的电势从而计算出金属离子浓度。
[0041]上述这种检测方法步骤归结为两个步骤:1，电解富集2，电化学溶出，流程如图3所示:
[0042]图3所示检测方法为阳极溶出伏安法，其分析过程包括两个阶段:第一个阶段是“电解富集”，即在一定电位下，把被测金属离子电解析出在电极上。第二个阶段是“电化学溶出”，即将原先沉积在电极上的金属又重新氧化为离子状态回到溶液中。在电位扫描过程中记录i_E伏安曲线，每一个金属离子对应一个电流峰，峰高与被测离子的浓度成正比，据此进行定量分析。电解富集:即电解富集过程，可以是化学计量的，即将试液中被测物质100%地电沉积到电极上；也可以是非化学计量的，即以一定的百分数将被测物从试液中电沉积出来。化学计量电沉积具有较高的灵敏度，但需要较长的电解时间。而非化学计量电沉积虽然灵敏度低一些，但可以缩短时间；一般采用非化学计量电解富集。该阳极溶出伏安法它将电化学富集与测定有机结合在一起，溶出峰电流大小与被测物在的浓度呈正比，这是定量分析的基础；同时根据不同金属的峰值电位，可以进行定性分析。
[0043]本实用新型的优势在于:
[0044]I)增设电机和搅拌杆8，在检测过程中可均匀有效的搅拌分析杯7内的检测溶液，使得溶液中被分析的金属离子可充分富集于工作电极4的表面，使得检测出来的重金属浓度结果精确度比较高，准确性高，灵敏度很高；
[0045]2)该检测仪将分析池I和主机2两者结合，且两者体积小，检测时无需将这个仪器放置在地表水中，直接取地表水置于分析杯7中即可进行检测，该检测仪体积小、方便携带、重复性好、操作简单且测量时间短，可以到室外随时随地测量，符合在紧急事故发生时及时测量出水质的安全性；
[0046]3)通过开窗区121的作用，可在需要组装该检测仪时，可将工作电极4、参比电极5和对电极6穿过该开窗区121插接在对应的容纳孔内，若是需要取出这三个电极或更换时，直接从开窗区121内取出即可；避免了从分析池I顶部拆装这三个电极所带来的不便性；
[0047]4)可直接将分析杯7从该开窗区121取出或放进，大大节省了时间；
[0048]5)可通过开窗区121可实时观察三个电极及分析杯7内检测溶液的变化，操作极其方便；
[0049]6)该搅拌片831相对于连接部82呈一定的夹角设计，降低了搅拌阻力，提高了搅拌效果，加快了检测速度，提高了检测效率。
[0050]以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，包括分析池和主机，所述主机与分析池通过连接线连接；所述分析池内设有三个分别放置工作电极、参比电极和对电极的容纳孔，且所述分析池内底部安装有放置检测溶液的分析杯，所述工作电极、参比电极和对电极的一端分别浸泡在分析杯的检测溶液内，所述工作电极、参比电极和对电极的另一端分别与连接线连接；所述分析池还内置有搅拌杆和电机，所述搅拌杆的一端浸泡于分析杯的检测溶液内且与电机驱动连接；所述工作电极的表面上设有镀膜层。2.根据权利要求1所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述分析池包括依次固接而成的分析池上盖、分析池主体和分析池下盖；所述分析池主体的中部开设有便于拆装工作电极、参比电极和对电极的开窗区。3.根据权利要求1所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述搅拌杆包括上端动力部、中间呈直杆状的连接部和底端呈盘状的搅拌部；该动力部与电机驱动连接，所述动力部通过连接部与搅拌部驱动连接。4.根据权利要求3所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述搅拌部由多个一体成型的呈凸出状的搅拌片构成，且相邻两个搅拌片之间形成呈向内凹的圆弧边。5.根据权利要求1所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述主机包括按键板、显示屏、主机壳和电路板，所述电路板置于主机壳内且分别与按键板和显示屏电连接。6.根据权利要求5所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述按键板上设有开关键和搅拌按钮，所述搅拌按钮与电机电连接，所述开关键分别与显示屏、连接线电连接。7.根据权利要求5所述的检测地表水重金属的便捷式检测仪，其特征在于，所述主机壳的侧边设有与电路板电连接的USB接口和电源接口。
【文档编号】G01N27-30GK204287209SQ201420465568
【发明者】焦玲, 席长青, 张美芳 [申请人]广州铭沁环保科技有限公司