一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪的制作方法

文档序号:16084453发布日期:2018-11-27 22:15阅读:321来源:国知局

本实用新型属于重金属检测领域,尤其涉及一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪。



背景技术:

重金属是指比重大于5的金属(一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属),也是指原子量大于55的金属。重金属污染的来源主要是采矿、冶炼等工矿企业排放的废气、废水和废渣,煤和石油等矿物燃料的燃烧以及农药化肥的过量使用,其中主要包括Hg、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni及类金属As等。土壤中重金属离子形态的划分方法有很多,但目前比较通用的划分方法为Tessier的五分法,即将土壤中的重金属分为离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机硫化物结合态、残留态等5种形态。

目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。我国区域农业环境恶化与农产品受重金属污染现象十分严重,特别是在一些经济发达地区。据不完全统计,我国受到镉、砷、铅、铬、汞等重金属污染的耕地近2000万hm2,约占总耕地面积的1/5。不仅如此,近几年我国发生了多起重金属污染事件。

汞:食入后直接沉入肝脏,对大脑、神经、视力破坏极大。天然水每升水中含0.01毫克,就会导致人中毒。镉:导致高血压,引起心脑血管疾病;破坏骨骼和肝肾,并引起肾衰竭。铅:是重金属污染中毒性较大的一种,一旦进入人体将很难排除,会直接伤害人的脑细胞,特别是胎儿的神经系统,可造成先天智力低下。钴:对皮肤有放射性损伤。钒:伤人的心、肺,导致胆固醇代谢异常。锑:与砷能使银手饰变成砖红色,对皮肤有放射性损伤。铊:会使人多发性神经炎。锰:超量时使人甲状腺机能亢进,也会伤害重要器官。砷:是砒霜的组分之一,有剧毒,会致人迅速死亡。长期接触少量,会导致慢性中毒。另外还有致癌性。由此可见,镉、铅等污染对环境和人类的健康危害极大,因此,对环境和水质,特别是饮用水、地下水及江河等水质镉、铅含量的检测有很大的意义。

市场上电化学重金属检测仪就有很多,但由于这些仪器都配用传统的三电极体系来检测,在样品处理、电极处理以及清洗步骤比较繁琐。同时在检测仪器使用过程中的关键时刻火即将检测完时,检测仪器没电了,当又无备用电池和充电环境及充电适配器的情况下,是一件非常难堪的事情,因此上述情况成为待解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,解决了现有便携式重金属镉、铅检测仪不能自行充电的缺点。

为实现上述目的,本实用新型提供了一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,包括:检测仪和印刷电极;所述检测仪包括:

壳体;

工作主板,其设置在所述壳体内;

液晶显示屏,其与所述工作主板连接,所述液晶显示屏设置在所述壳体上;

操作指令按键,其与所述工作主板连接,所述操作指令按键设置在所述壳体上;

电池盒,其与所述工作主板连接,所述电池盒设置在所述壳体内,所述壳体的底端设有与所述电池盒连接的充电接口;

插槽,其与所述印刷电极匹配,所述插槽与所述工作主板连接,所述插槽设置在所述壳体上,用于插入所述印刷电极;以及

太阳能电池板,其分别与所述工作主板和所述电池盒连接,所述太阳能电池板以能够进行左右翻转或上下翻转打开的方式设置在所述壳体的一侧;

所述工作主板包括:控制单元、数字恒电位电路、温度检测模块以及电源模块,其中所述液晶显示屏、操作指令按键、太阳能电池板、温度检测模块及电池模块分别和所述控制单元连接;

所述印刷电极包括基片,所述基片上印刷有碳工作电极、碳对电极和Ag/AgCl参比电极;并在所述基片上印刷有所述三个电极的碳引出线,所述碳引出线的末端还印有一条用于检测所述印刷电极是否插入所述检测仪的碳横线;在所述碳横线、三个电极的所述碳引出线以及三个电极以外的所述基片上,覆盖有绝缘漆印制的绝缘层。

进一步的,所述太阳能电池板为可折合太阳能电池板,所述太阳能电池板在折合状态时为所述壳体的前盖。

进一步的,所述太阳能电池板通过金属转轴与所述壳体连接,使太阳能电池板能够进行左右翻转和/或上下翻转打开。

进一步的,所述电池盒内设有锂电池组。

进一步的,所述检测仪器还设置有通讯串口。

进一步的,所述印刷电极的基片为PVC薄膜。

进一步的,所述印刷电极为长条状。

进一步的,所述控制单元为51系列单片机、STC系列单片机或树莓派。

进一步的,所述太阳能电池板的正极和所述电池盒的正极之间串联有肖特基二极管。

与现有的技术相比,本实用新型具有如下有益效果:

1、本实用新型所提供的带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,通过太阳能电池板,能实现检测仪自动充电;同时将电化学分析仪与计算机控制、采样、数据处理、显示及太阳能电池板等功能高度集成到手持式仪器中,实现了一体机操作,且体积小,便于携带,能够实现现场检测水质中痕量镉和铅。

2、本实用新型所提供的带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,使用的太阳能电池板为可折合太阳能电池板,能最大面积的接收太阳能,能在折合或打开时都能吸收太阳能。

3、本实用新型所提供的带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,电池盒内设有锂电池组,锂电池的工作效率高,且占用空间小,能减小检测仪体积和大小。

4、本实用新型所提供的带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,在所述太阳能电池板的正极和所述电池盒的正极之间串联一个肖特基二极管,当锂电池充满电后,即锂电池的电压高于太阳能电池板的电压时,肖特基二极管能截止电流,从而达到锂电池向太阳能电池反充电,保护锂电池的同时延长锂电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪的结构示意图;

其中:1-检测仪,2-印刷电极,3-插槽,4-液晶显示屏,5-操作指令按键,6-电池盒,7-太阳能电池板,8-通讯串口。

图2是本实用新型印刷电极的结构示意图;

其中:9-印刷电极的工作端,10-碳引出线,11-碳横线,12-碳工作电极,13-Ag/AgCl参比电极,14-碳对电极,15-PVC薄膜。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示,本实用新型所提供的一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪包括:检测仪1和印刷电极2;检测仪1包括壳体,工作主板,液晶显示屏4,操作指令按键5,电池盒6,插槽3,太阳能电池板7及通讯串口8。壳体的上部设有与工作主板连接的液晶显示屏4,壳体的下部内设有与工作主板连接的电池盒6,在液晶显示屏4与电池盒6之间的壳体的上设有与工作主板连接的操作指令按键5;壳体的顶端设有与工作主板连接的,且与印刷电极2匹配的插槽3,用于插入印刷电极2;壳体底端设有与电池盒6连接的充电接口,电池盒6采用锂电池组,在使用前能通过充电接口接电对锂电池进行充电。

工作主板设置在壳体内,工作主板包括:控制单元、数字恒电位电路、温度检测模块以及电源模块,其中液晶显示屏4、操作指令按键5、太阳能电池板7、温度检测模块、电池模块、通讯串口8、电池盒6和插槽3分别和控制单元连接;控制单元为51系列单片机,能够满足控制、采集、数据处理和显示的需要;温度检测模块为温度检测器,用来检测所在环境的温度。

继续参考图1,太阳能电池板7为可折合太阳能电池板,太阳能电池板7分别与工作主板和电池盒6连接,太阳能电池板7通过金属转轴与壳体的右侧连接,使太阳能电池板7能够左右翻转打开;太阳能电池板7在折合状态时是壳体的前盖。太阳能电池板7的正极和电池盒6的正极之间串联有一个肖特基二极管,能起到防止反充电的作用。

进一步参考图2,印刷电极2包括基片,基片为长条状的PVC薄膜,基片上印刷有碳工作电极12、碳对电极14和Ag/AgCl参比电极13;并在基片上印刷有三个电极的碳引出线10,碳引出线10的末端还印有一条用于检测印刷电极2是否插入检测仪1的碳横线11;在碳横线11、三个电极的碳引出线10以及三个电极以外的基片上,覆盖有绝缘漆印制的绝缘层。

对本实用新型带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪的操作方法及原理进行详细说明,以使本领域技术人员更了解本实用新型:

使用前,配置好待检测的江水或土壤样品的待测液。通过按下操作指令按键5的电源按钮,检测仪1初始化后,在检测仪1上的插槽3处插上印刷电极2,在印刷电极的工作端9上滴入一滴待测液后,通过按操作指令按键5中的测定键开始检测。此时,温度检测器先检测环境中的温度,然后将温度信号送至控制单元进行处理;数字恒电位电路与印刷电极2连接,数字恒电位电路将印刷电极2采集到的化学信号转换成电信号,并将此电信号输送至控制单元处理,控制单元接收到此电信号后经数据分析处理、再由控制单元中的操作测量指令和数据采集指令做出分析、控制,最后根据所检测的待测溶液的溶出电流值,配合算法计算出所检测溶液的浓度,两分钟后,将结果在液晶显示屏4上显示。此时控制单元中的数据存储器将检测到的数据进行储存,通过通讯串口8将检测到的数据发送到电脑,最后完成检测工作。为得到更加准确的数据,再插入新的印刷电极2,重复测试。

当检测仪1的电量降低到30-40%时或正常使用的过程中,将检测仪1放置在能被太阳晒到的地方,检测仪1上的太阳能电池板7接收到太阳光后将太阳光转换成电能,存储到电池盒6的锂电池中。当锂电池充满电后,即锂电池的电压高于太阳能电池板7的电压时,肖特基二极管能截止电流,从而达到锂电池向太阳能电池反充电,保护锂电池的同时延长锂电池的使用寿命。同时太阳能电池板7能打开被折叠的部分,以更大面积的太阳能电池板7接收太阳能,不使用时折合成壳体的前盖,不占用太大的空间面积,方便携带。

综上所述,本实用新型一种带太阳能电池板的便携式重金属镉、铅检测仪,在检测仪电池快没电或没电,没有备用电池、充电设备和充电环境下,能通过太阳能电池板进行充电,同时太阳能为绿色能源,不污染环境。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或变型,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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