一种PH检测仪的制作方法

本发明涉及的是ph检测设备技术领域，尤其涉及一种ph检测仪。

背景技术

生活中测量液体等的ph值方式很多，如各种ph试剂会根据不同酸碱度作出不同颜色的变化，但却不能精确测试其数值大小；再如ph试纸，不能显示出具体的ph值且不能重复利用；相比较而言ph计能精确到小数点后两位，但其只能用来测量溶液的ph值，对于空气中ph值的测量却无能为力，同时其内部结构复杂且价格相对较贵，实际使用效果并不理想，且使用寿命较短，并没有使之成为每家每户的必备品。

现有技术的压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料，属于无机非金属材料，其工作原理是当对压电陶瓷施加压力或者拉力，在压电陶瓷的两端会形成电势差，通过回路可以形成电流，这种效应称为压电效应。压电陶瓷具有非常敏感的特性，可以将其微弱的机械振动转换成电信号，利用压电陶瓷非常敏感的特性，在现有技术中，已经将压电陶瓷用于了声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等，但是在ph的检测中，还没有将压电陶瓷应用其中。

现有技术中环境敏感型水凝胶是一类具有三维网络结构的聚合物，因其内部网状交联结构含有亲水残基而使其容易与水结合，具有吸水特性。水凝胶分传统型水凝胶与环境敏感型水凝胶，其中环境敏感型水凝胶自身对外界环境ph值的微小变化作出相应的物理结构或化学性质变化甚至突变为一类高分子凝胶，表现形式为溶胀形式变化显著，目前，现有技术的ph检测仪中，并没有把环境敏感型水凝胶和压电陶瓷结合起来运用在ph检测仪上。

因此，发明一种能够重复使用的，又能清晰的显示出具体的数值，而且结构简单、价格便宜、携带方便的ph检测仪仍然是一个巨大的挑战和紧迫的任务。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种ph检测仪，其既可以根据用户需要测量溶液的ph值或者气体的ph值，还能显示出具体的数值，且内部结构简单，价格便宜、携带方便、使用便捷。

本发明解决所述技术问题，所采用的技术手段是：提供一种ph检测仪，所述ph检测仪包括中空吸管(1)、环境敏感型水凝胶(10)、压电陶瓷(8)、外壳(2)、空腔体(11)，其中，

所述中空吸管(1)包括头部(12)、中部(13)、尾部(14)、中空细管(15)，所述头部(12)设置在所述外壳(2)的外侧，所述尾部(14)与所述环境敏感型水凝胶(10)连接，所述中空细管(15)与所述中部(13)密闭连接；

所述环境敏感型水凝胶(10)设置在所述空腔体(11)内，和所述压电压电陶瓷(8)连接；

所述压电陶瓷(8)设置在所述空腔体(11)内。

进一步地，所述ph检测仪还包括胶帽(3)，所述胶帽(3)通过中空细管(15)与中空吸管(1)的中部(13)相连接。

进一步地，所述胶帽(3)与所述中空细管(15)密闭连接。

进一步地，所述压电陶瓷(8)的表面设置有电极层(9)，所述环境敏感型水凝胶(10)与所述压电陶瓷(8)的电极层(9)面连接。

进一步地，所述压电陶瓷(8)的底部通过柔性隔震胶底(7)固定于外壳(2)的内侧。

进一步地，所述ph检测仪还包括单片机(6)，所述单片机(6)设置在所述空腔体(11)内，并通过导线(5)与压电陶瓷(8)的电极层(9)连接。

进一步地，所述ph检测仪还包括显示屏(4)，所述显示屏(4)通过导线(5)与单片机(6)连接，所述显示屏(4)封嵌在所述外壳(2)上。

进一步地，所述显示屏(4)为液晶显示屏。

进一步地，所述外壳(2)为有机外壳。

进一步地，所述环境敏感型水凝胶(10)为ph敏水凝胶。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的敏感材料是环境敏感型水凝胶(10)，与现有技术相比，其敏感度更高。

2、本发明的测量物质不仅仅是溶液，还可以是空气的成分，测量范围更广，对产品的使用效率更大。

3、本发明的显示设备是电子产品，显示精度更高，使用、读取更方便。

4、本发明使用的材料是一种可反复使用的材料，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明提供的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1

一种ph检测仪，所述ph检测仪包括中空吸管(1)、环境敏感型水凝胶(10)、压电陶瓷(8)、外壳(2)、空腔体(11)，其中，

所述环境敏感型水凝胶(10)是能大量吸水，却不能溶解于水的一类物质，亲水的小分子能够在环境敏感型水凝胶(10)中扩散，其具有良好的生物相容性，与疏水聚合物相比，同被固定化的酶或者细胞只有弱得多的相互作用，固定在环境敏感型水凝胶(10)中的生物分子活性能够保持较长时间。所述环境敏感型水凝胶(10)的大分子骨架中通常含有悬挂的可离子化集团，例如酸型的磺酸、碱性的伯胺等，由于其悬挂的酸碱性集团随溶液介质ph值变化而产生不同的离子化程度，引起不连续的溶胀体积变化，从而导致环境敏感型水凝胶(10)性能的显著变化，显示出ph敏感型。

所述压电陶瓷(8)是具有压电效应的一种功能陶瓷，压电效应是指由应力诱导出极化，或由电场诱导出应力的现象，前者为正压电效应，或者为负压电效应，本发明运用的是正压电效应。正压电效应是指压电陶瓷(8)内的某些电质在一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在压电陶瓷(8)的两个表面上出现正负相反的电荷，当外力去掉之后，压电陶瓷(8)的表面又恢复到不带电的状态。

所述外壳(2)是一种熔点较高的有机外壳，如聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、聚碳酸酯等，这类材料在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用温度可达120摄氏度，电绝缘性能好，甚至在高温高频下，其电性能仍较好，抗蠕变性、耐疲劳性、耐摩擦性尺寸稳定性也都很好，确保ph检测仪能够在较高温度下工作。

所述中空吸管(1)包括头部(12)、中部(13)、尾部(14)、中空细管(15)，所述头部(12)设置在所述外壳(2)的外侧，方便把所要检测的溶液或气体吸进环境敏感型水凝胶(10)中，所述尾部(14)与所述环境敏感型水凝胶(10)密闭连接，所述中空细管(15)与所述中部(13)密闭连接；

所述环境敏感型水凝胶(10)设置在所述空腔体(11)内，和所述压电陶瓷(8)连接；

所述压电陶瓷(8)设置在所述空腔体(11)内。

在本实施例中，如图1所示，所述ph检测仪还包括胶帽(3)，所述胶帽(3)通过中空细管(15)与中空吸管(1)的中部(13)相连接，所述胶帽(3)的连接方式是套接在中空细管(15)的端部，密闭连接。如图1所示，当按压胶帽(3)，把中空吸管(1)中的空气挤压出去之后，使得中空吸管(1)里面的气压小于中空吸管(1)外的气压，形成压强差，此时把中空吸管(1)的头部(12)伸进所要测量的溶液或者气体中时，松开胶帽(3)，可以把所要测量的溶液或者气体压进中空吸管(1)中，溶液或者气体经过中空吸管(1)进入环境敏感型水凝胶(10)中，环境敏感型水凝胶(10)中悬挂的酸碱性基团随溶液介质ph值变化而产生不同的离子化程度，引起不连续的溶胀体积变化；当中空吸管(1)的头部(12)离开溶液后，再次按压胶帽(3)，能够把环境敏感型水凝胶(10)里面的正在检测的溶液或者气体挤出去，环境型敏感水凝胶(10)恢复原状，压电陶瓷(8)所受到的外力也随之消失。

所述胶帽(3)与所述中空细管(15)密闭连接，防止使用过程中，出现漏气现象，导致密闭性不足，压强差不够，从而使得所测溶液或者气体进不去环境敏感型水凝胶(10)中，无法使环境敏感型水凝胶(10)出现溶胀反应。

所述压电陶瓷(8)的表面设置有电极层(9)，所述压电陶瓷(8)是一种极化后的压电陶瓷(8)，所述电极层(9)的材料可以是铂、金或者导电银浆，所述环境敏感型水凝胶(10)与所述压电陶瓷(8)的电极层(9)面连接，当环境敏感型水凝胶(10)发生溶胀体积变化时，会挤压压电陶瓷(8)，从而对压电陶瓷(8)产生力的作用，压电陶瓷(8)内的某些电质在一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在压电陶瓷(8)的两个表面上出现正负相反的电荷。

所述压电陶瓷(8)的底部通过柔性隔震胶底(7)固定于外壳(2)的内侧，所述柔性隔震胶底(7)能够隔绝外部环境的震动对压电陶瓷(8)的影响。

所述ph检测仪还包括单片机(6)，所述单片机(6)设置在所述空腔体(11)，并通过导线(5)与压电陶瓷(8)的电极层(9)连接，当所述压电陶瓷(8)受到外力作用在其表面产生正负相反的电荷时，所述单片(6)机接收到压电陶瓷(8)表面电极层(9)的电势差，这种电势差经过单片机(6)处理之后转换成相应的数字信号，经过导线(5)传输到显示屏，在这一过程中，涉及到了能量的转换，其中包括环境敏感型水凝胶(10)在发生溶胀反应所出现的机械能转化成了压电陶瓷(8)输出的电能，还涉及信号的转换，其中包括压电陶瓷(8)上输出的连续模拟信号，经过单片机(6)处理之后，在单片机(6)上输出的信号变成了离散的数字信号。

所述ph检测仪还包括显示屏(4)，所述显示屏(4)通过导线(5)与单片机(6)连接，所述显示屏(4)封嵌在所述外壳(2)上，显示屏(4)接收到单片机(6)上传输过来的数字信号之后，这种数字信号能够控制显示屏(4)里面的那个led灯亮起，呈现的视觉效果就是具体的数值，显示出来的这个具体数值就是所要检测的溶液或者气体的ph值。

所述显示屏(4)为液晶显示屏，保证显示的清晰度、读取的正确率。

本发明提供一种ph检测仪，其具有以下优点：

1、本发明的敏感材料是环境敏感型水凝胶(10)，与现有技术相比，其敏感度更高。

2、本发明的测量物质不仅仅是溶液，还可以是空气的成分，测量范围更广，对产品的使用效率更大。

3、本发明的显示设备是电子产品，显示精度更高，使用、读取更方便。

4、本发明使用的材料是一种可反复使用的材料，使用寿命更长。

以上所述，即为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。