一种便携式重金属检测仪及其检测方法与流程

本发明涉及重金属分析领域，尤其一种便携式重金属检测仪及其检测方法。

背景技术：

目前，重金属污染是影响我国农产品安全的主要因素之一，且具有多源性，隐蔽性强，迁移性小，毒性大，化学行为和生态效应复杂等特点，检测过程复杂，步骤繁琐，效率低成本高，且容易对环境造成二次污染。传统检测方法是原子吸收光谱法、原子发射光谱法或电感耦合等离子体质谱法等，这些仪器主要装备在实验室，由于需要取样分析、分析时间长、仪器昂贵且需要人员具备足够的操作经验等原因，导致该技术难以得到普遍应用，更不能达到现场检测的目的。市面上现有的电化学重金属检测仪大都采用阳极溶出伏安法，仪器具有体积小，操作简便的特点，满足了现场检测对仪器便携、操作简便的需求。但仪器均采用三电极系统，其中工作电极采用汞基材的电极，由于汞基材电极不能实现原位维护，而且会造成汞的二次污染，这已经成为重金属快速、简便检测的技术瓶颈。

国内外已开发出基于x射线荧光光谱的便携式重金属离子检测仪，具有分析速度快、x射线荧光光谱跟样品的化学结合状态无关、非破坏分析、制样简单、精度高等优点，但是该项技术仍存在以下难以克服的缺点：a)很难作绝对分析，定量分析需要大量标样；b)容易受其他元素干扰和叠加峰的影响。

因此，对于上述问题有必要提出一种便携式重金属检测仪及其检测方法。

技术实现要素：

本发明目的是克服现有技术中的不足，提供一种便携式重金属检测仪及其检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种便携式重金属检测仪，包括主机和分析仪附件，所述分析仪附件包括电极插头固定座、电极安装插头、升降杆、分析池、旋转筒和底座，所述升降杆设置在底座的上端右侧部，所述旋转筒设在底座的上端左侧部，所述分析池设置在旋转筒的内部，所述电极插头固定座铰接在升降杆的上端，所述电极安装插头设置在电极插头固定座的左下部，所述主机包括仪器外壳，所述仪器外壳的上部后侧边分别设置有拨码开关和对外接口，所述仪器外壳的上部设置有液晶触控显示屏，所述液晶触控显示屏的上前部设置有电源按钮开关，所述电源按钮开关的左侧部分别设置有充电完成指示灯和正在充电指示灯，所述仪器外壳的内部设置有电极、处理系统、数据采集模块和供电电池，所述液晶触控显示屏、电源按钮开关、充电完成指示灯、正在充电指示灯、拨码开关、电极、数据采集模块和供电电池均与处理系统连接。

优选地，所述底座的前侧边中间位置设置有电极线接口，所述底座的左侧边设置有电极连接线。

优选地，所述对外接口包括搅拌器连接口、a型usb接口、b型usb接口、rs232串口、以太网络口和电源接口，所述搅拌器连接口、a型usb接口、b型usb接口、rs232串口、以太网接口和电源接口均与处理系统连接，所述电极线接口与搅拌器连接口连接。

优选地，所述处理系统还分别与通讯模块、彩色液晶显示模块、线性电源模块、指示灯及蜂鸣器模块、开机及复位按键模块、jtag调试接口板块、a/d采样模块、d/a采样模块、输出控制模块、键盘模块、锂电池模块、旋转电极控制输出模块、usb接口模块、鼠标模块和人机界面模块连接。

优选地，所述仪器外壳的上端还设置有logo标识。

优选地，所述处理系统采用exynos4412作为主控制芯片。

优选地，所述电极采用丝网印刷电极，所述充电完成指示灯亮起时为绿色，所述正在充电指示灯亮起时为红色。

一种便携式重金属检测方法，其方法为：(1)打开电源开关，电极线连接主机和分析池附件，丝网印刷电极插入电极安装插头处；(2)底座内部搅拌电机带动旋转筒转动并对分析池内反应液进行搅拌混匀；(3)检测数据通过网络传输共享；(4)随机软件提供数据存储，报告打印，查询，并可导出原始数据图谱。

优选地，其检测方法进一步包括：(1)活化电极，将分析池放入旋转筒中，加入2ml活化液，连接电极，开始活化；(2)电极修饰，更换2ml缓冲液，开始修饰；(3)电极标定：1)更换2ml缓冲液，将电极插入，开始标定；2)第一次加入20ul标准品，开始标定；3)第二次加入20ul标准品，开始标定；4)第三次加入20ul标准品，开始标定；4)第四次加入20ul标准品，开始标定；(4)扫描参数设定；(5)开始检测，显示屏显示扫面图谱并可自动生成并上传检测报告。

优选地，所述电极插头固定座可上下45°转动。

优选地，数据存储容量不少于50000个样品结果

本发明有益效果：检测时间快：5分钟内给出检测结果，单种重金属检测时间小于30秒；高灵敏度：检测范围为1ppb—10ppm，灵敏度高，线性范围广；电极独特优势：采用接插式即用即抛型丝网印刷电极，性能稳定，操作方便；便捷、人性化设计：高清屏幕液晶显示，读数直观，界面人性化，触摸操作，步骤提示，操作简便、易学易会、快速掌握，较符合非专业检测人员使用；安全、成本低：耗材价格低、用量少，无毒的配套试剂可确保人员使用安全；仪器能够实现自动远程升级，配有汽车电源接口，可用于装备流动检测车；至少可存储50000组数据，且原始数据可导出绘制图谱。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明实施例的检测仪主体结构示意图；

图2是本发明实施例的电解搅拌装置结构示意图；

图3是本发明的流程图；

图4是本发明实施例的饮用水重金属检测技术路线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2至图4所示一种便携式重金属检测仪，包括主机和分析仪附件，所述分析仪附件包括电极插头固定座18、电极安装插头15、升降杆16、分析池14、旋转筒20和底座17，所述升降杆16设置在底座17的上端右侧部，所述旋转筒20设在底座17的上端左侧部，所述分析池14设置在旋转筒20的内部，所述电极插头固定座18铰接在升降杆的上端，所述电极安装插头15的设置在电极插头固定座18的左下部，所述主机包括仪器外壳1，所述仪器外壳1的上一侧边分别设置有拨码开关9和对外接口，所述仪器外壳1的上部设置有液晶触控显示屏2，所述液晶触控显示屏2的上前部设置有电源按钮开关3，所述电源按钮开关3的左侧部分别设置有充电完成指示灯4和正在充电指示灯5，所述仪器外壳1内设置有电极、处理系统、数据采集模块和供电电池，所述液晶触控显示屏2、电源按钮开关3、充电完成指示灯4、正在充电指示灯5、拨码开关9、电极、数据采集模块和供电电池均与处理系统连接。

进一步的，所述底座17的前侧边设置有电极线接口13，所述底座17的左侧边设置有电极连接线19。

所述对外接口包括搅拌器连接口6、a型usb接口7、b型usb接口8、rs232串口10、以太网络口11和电源接口12，所述搅拌器连接口6、a型usb接口7、b型usb接口8、rs232串口10、以太网接口11和电源接口12均与处理系统连接，所述电极线接口13与搅拌器连接口6连接。

进一步的，所述处理系统还分别与通讯模块、彩色液晶显示模块、线性电源模块、指示灯及蜂鸣器模块、开机及复位按键模块、jtag调试接口板块、a/d采样模块、d/a采样模块、输出控制模块、键盘模块、锂电池模块、旋转电极控制输出模块、usb接口模块、鼠标模块和人机界面模块连接，所述仪器外壳的上端还设置有logo标识，所述处理系统采用exynos4412作为主控制芯片，所述电极采用丝网印刷电极，所述充电完成指示灯亮起时为绿色，所述正在充电指示灯亮起时为红色。

一种便携式重金属检测方法，其方法为：(1)打开电源开关，电极线连接主机和分析池附件，丝网印刷电极插入电极安装插头处；(2)底座内部搅拌电机带动旋转筒转动并对分析池内反应液进行搅拌混匀；(3)检测数据通过网络传输共享；(4)随机软件提供数据存储，报告打印，查询，并可导出原始数据图谱。

其检测方法进一步包括：(1)活化电极，将分析池放入旋转筒中，加入2ml活化液，连接电极，开始活化；(2)电极修饰，更换2ml缓冲液，开始修饰；(3)电极标定：1)更换2ml缓冲液，将电极插入，开始标定；2)第一次加入20ul标准品，开始标定；3)第二次加入20ul标准品，开始标定；4)第三次加入20ul标准品，开始标定；4)第四次加入20ul标准品，开始标定；(4)扫描参数设定；(5)开始检测，显示屏显示扫面图谱并可自动生成并上传检测报告，所述电极插头固定座可上下45°转动，数据存储容量不少于50000个样品结果。检测时间快：5分钟内给出检测结果，单种重金属检测时间小于30秒；高灵敏度：检测范围为1ppb—10ppm，灵敏度高，线性范围广；电极独特优势：采用接插式即用即抛型丝网印刷电极，性能稳定，操作方便；便捷、人性化设计：高清屏幕液晶显示，读数直观，界面人性化，触摸操作，步骤提示，操作简便、易学易会、快速掌握，较符合非专业检测人员使用；安全、成本低：耗材价格低、用量少，无毒的配套试剂可确保人员使用安全；仪器能够实现自动远程升级，配有汽车电源接口，可用于装备流动检测车；至少可存储50000组数据，且原始数据可导出绘制图谱。

本发明解决以上问题，开发纳米粒子、磁性微球等物质进行功能修饰的丝网印刷电极，开发电极旋转结构等硬件系统和高效数据采集系统模块，通过系统集成，研发了便携式重金属检测仪，实现食品、水质及土壤中多种重金属离子的现场快速定量检测，其检测灵敏度达到或超过国家饮用水安全标准。该仪器采用即用即抛型丝网印刷电极，一次性使用，无需检修维护，操作简单，检测成本低廉，解决了市面三电极中电极维护复杂及汞的二次污染问题及传统检测方法成本高、效率低、无法现场检测的问题。仪器利用方波伏安法、循环伏安法及即时电流技术，通过化学修饰电极及免疫修饰电极等修饰技术，引进纳米粒子、磁性微球等来构建传感器，放大信号，提高灵敏度和稳定性，同时避免了检测过程中重金属离子之间的相互干扰。

仪器常规检测项目的主要技术指标如下表：

仪器打开电源开关，以电极线连接主机和分析池附件，丝网印刷电极插入电极安装插头处(插拔式安装)，电极插头固定座可上下45°活动，调节升降杆控制电极插入分析池的深度，分析池与旋转筒同轴旋转，底座内部搅拌电机带动旋转筒转动并对分析池内反应液进行搅拌混匀。

另外仪器自带电源，可在无外接电源的情况下长时间待机测试；检测数据能通过网络传输共享。随机软件提供数据存储，报告打印，查询等管理功能，数据存储容量不少于50000个样品结果，并能导出原始数据图谱；配有汽车电源接口，可用于装备流动检测车。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。