用于溶液电信号测定的自动清洗装置的制作方法

本发明涉及溶液分析检测领域，具体涉及一种用于溶液电信号测定的自动清洗装置。
背景技术：
：在生物医药、化学工程、环境科学等许多领域，许多合成新产品的反应、化学反应或者分析检测过程中，常常利用电化学的方法进行分析检测，通过检测电极在待测溶液中电化学信号的变化，来确定最终的检测结果。在检测分析的过程中，检测仪器的检测时间、检测灵敏度及检测精度是决定检测结果和效率的关键。现有的溶液电信号测定装置，结构较为复杂，操作步骤较为繁琐，且由于反应容器都是循环使用的，在检测结束后，一般需要拆分仪器进行清洗，自动化程度不高，在进行多个样品检测时无形之中延长了检测时间，降低了检测效率；此外，对于一些需要在恒温条件下进行的反应，现有的检测仪器缺乏稳定控制温度的装置，使得反应条件不稳定，影响检测精度。因此，设计一种结构简单、检测用时短、灵敏度和精度高、操作简便且使用寿命长的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，是目前亟需解决的问题。技术实现要素：为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种用于溶液电信号测定的自动清洗装置，所述装置包括反应组件和搅拌组件，其中，所述反应组件包括反应容器和盖体，在所述反应容器的底部设置有搅拌组件，以对反应容器内的液体进行搅拌；在盖体上还设置有通孔，使得清洁剂注入，以实现自动清洗功能。本发明所述的装置，结构简单，检测用时短，检测效率和灵敏度高，从而完成了本发明。具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：第一方面，提供了一种用于溶液电信号测定的自动清洗装置，该装置包括反应组件和搅拌组件，其中，所述反应组件包括反应容器1和盖体2，在所述反应容器1的底部设置有搅拌组件3，以对反应容器1内的液体进行搅拌。第二方面，提供了一种溶液电信号测定系统，优选包括上述的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，其中，所述系统还包括对保温液进行加热的加热组件4、驱动保温液排出的第一驱动件5、驱动废液排出的第二驱动件6和驱动清洗剂进入的第三驱动件7。第三方面，一种溶液电信号测定方法，优选采用上述的溶液电信号测定系统，其种，该方法包括以下步骤：1)安装搅拌组件3，然后开启加热组件4与第一驱动件5，使得加热至预定温度的保温液进入反应容器1的外层夹套12，并形成循环通路；2)将架体21与架套22配合连接，并在架体21的通孔内插入反应电极，然后将连接好的架体21与架套22安装至反应容器1的顶端；3)由架体21上的加样孔中加入检测液，然后开启搅拌组件，进行测定；4)测定结束后，开启第二驱动件6，排出检测液；然后关闭第二驱动件6，开启第三驱动件7，注入清洗剂进行清洗；清洗结束后，关闭第三驱动件7，开启第二驱动件6，排出清洗剂。本发明所具有的有益效果包括：(1)本发明提供的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，结构简单，操作方便，成本低廉，通用性强；(2)本发明提供的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，在检测完毕后能够进行自动清洗，提高了多样品的检测速率及工作效率；(3)本发明提供的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，检测灵敏度高，使用寿命长，维护频率低；(4)本发明提供的溶液电信号测定系统，保温液通过循环加热，且配合设置有冷却调节器，控温效果好，可保证检测环境的稳定。附图说明图1示出本发明所述用于溶液电信号测定的自动清洗装置的整体结构示意图；图2示出本发明所述架套的结构示意图；图3示出本发明所述架体的结构示意图；图4示出本发明所述溶液电信号测定系统的整体结构示意图。附图标号说明：1-反应容器；11-内腔；111-废液出口；12-外层夹套；121-保温液入口；122-保温液出口；2-盖体；21-架体；211-加样孔塞；22-架套；221-通孔；23-储液腔；24-喷口；25-喷射通道；3-搅拌组件；31-搅拌子；32-搅拌上盖；33-搅拌下腔；34-搅拌电机；4-加热组件；41-加热容器；411-第一接口；412-第二接口；42-加热器；5-第一驱动件；6-第二驱动件；7-第三驱动件；8-液体管路；9-冷却调节器；10-控制器。具体实施方式下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。其中，尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。本发明的第一方面，提供了一种用于溶液电信号测定的自动清洗装置，如图1～图3所示，所述装置包括反应组件和搅拌组件，其中，所述反应组件包括反应容器1和盖体2，在所述反应容器1的底部设置有搅拌组件3，以对反应容器1内的液体进行搅拌。根据本发明一种优选的实施方式，如图1所示，所述反应容器1包括内腔11和外层夹套12，所述内腔11用于盛装检测液，所述内腔11与外层夹套12不连通。在进一步优选的实施方式中，所述内腔11为圆台状，所述内腔11的底面直径小于顶面的直径。在更进一步优选的实施方式中，所述内腔11的底面直径为10～20mm，所述内腔11的容积为15～30ml。其中，由于本发明所述的自动清洗装置是用于溶液电信号测定的，为缩短溶液电信号的检测时间，将装置设置为微量反应的装置，本发明优选将反应容器的内腔容积设置为15～30ml。根据本发明一种优选的实施方式，在所述内腔11的底部连接有通向外界的废液出口111，使得检测完毕的溶液排出。在进一步优选的实施方式中，所述废液出口111的外部连接有驱动装置，为废液的排出提供驱动力。根据本发明一种优选的实施方式，所述外层夹套12设置在内腔11的外部，以支撑内腔11平稳放置。在进一步优选的实施方式中，所述外层夹套12与内腔11配合设置，使得反应容器1呈圆柱状。其中，所述由外层夹套12与内腔11构成的反应容器1形成圆柱状的双层杯式。在更进一步优选的实施方式中，在所述外层夹套12内盛装有保温液，以保证溶液测定所需的温度。其中，在水质检测的过程中，常常需要在恒温条件下进行，本发明中优选在内腔11外侧设置外层夹套12，在保证内腔平稳的同时能够对内腔11内溶液进行保温，保证了反应的稳定性，提高了检测精度。根据本发明一种优选的实施方式，在所述外层夹套12的顶端设置有保温液入口121，使得保温液进入外层夹套12，和/或在所述外层夹套12的底端设置有保温液出口122，使得保温液排出外层夹套12。在进一步优选的实施方式中，所述保温液入口121和保温液出口122在外部形成循环通路，使得保温液能够在外部调节装置的作用下保持恒定温度。在更进一步优选的实施方式中，所述外部调节装置包括加热装置和冷却装置，以实时调控保温液的温度。其中，保温液在加热装置的作用下，加热至所需温度，当温度过高时，通过冷却装置降低至所需温度。根据本发明一种优选的实施方式，如图1～图3所示，所述盖体2配合设置在反应容器1的顶端，包括配合连接的架体21和架套22。在进一步优选的实施方式中，在所述架体21上设置有多个通孔，以放置检测组件和加入检测液。其中，所述架体21优选为电极架，所述检测组件优选为反应电极。在本发明中，所述装置可用于检测水质生物毒性，本发明人经过研究发现，在水质生物毒性的检查过程中，利用生物电活性细菌将有机物降解并产生电流，通过反馈的电流信号来检测样品溶液中毒性物质的状况，对水质毒性检测的范围宽、灵敏度较高、运行稳定性较高。在本发明中，所述反应电极包括工作电极、对电极与参比电极，在所述工作电极的头部涂布有细菌层，活体细菌在代谢过程中产生微弱电流，所述工作电极与对电极在样品溶液中形成回路，可测定细菌产生的电流。当水质中的毒性物质使细菌活性降低时，细菌代谢过程所产生的电流也随之发生相应变化。其中，在所述反应电极外部连接有μa级电流检测装置，以能精确测定电流的变化。在更进一步优选的实施方式中，在所述架体21上设置有加样孔，以加入检测液，在所述加样孔上设置有加样孔塞211。根据本发明一种优选的实施方式，如图1～图3所示，所述架体21设置在架套22的中心位置，在所述架体21的下部设置有凹槽，所述架体21与架套22之间形成储液腔23，以存储清洗剂，优选地，所述储液腔23为环形。其中，所述架套22的内表面为平滑状，所述架体21与架套配合连接的部位具有凹槽，所述凹槽与架套22平滑的内表面配合形成环形储液腔23。在进一步优选的实施方式中，在所述架体21的凹槽底部设置有喷口24，所述喷口24为通孔，以将储液腔23内的清洗剂喷入内腔11内。在更进一步优选的实施方式中，所述喷口24具有多个，其在凹槽底部圆周平面上均匀分布。优选地，如图1所示，所述喷口24在架体21下部形成的喷射通道25具有一定倾斜度，所述喷射通道25的倾斜度与内腔11的圆台锥度一致。其中，所述圆台锥度是指其上、下底圆直径之差与圆台高度之比。本发明人经过研究发现，将喷射通道的倾斜度设置为与内腔的锥度一致，能够快速将储液腔中的清洗剂喷入内腔，且能够对内腔内壁及反应电极进行有效冲洗，效果较好。根据本发明一种优选的实施方式，如图1和图2所示，在所述架套22上设置有通孔221，以供清洗剂进入储液腔23。在进一步优选的实施方式中，在所述通孔221外部连接有驱动组件，以使清洗剂进入。其中，根据实际使用的需要，可以使用清洁力度不同的清洗剂对内腔进行清洗，洗涤完毕后用水和去离子水清洗，以防止杂质成分影响测定结果。在更进一步优选的实施方式中，所述内腔11内加入清洗剂后，需要静置一定时间，使得内壁与电极在清洗剂中充分浸泡清洗。本发明人经过研究发现，清洗剂沿喷射通道喷入内腔的过程，不能完全冲洗掉内腔内壁和电极上的检测液，需要静置浸泡，以充分去除检测液。其中，在水质检测的过程和清洗的过程中，通过向内腔内喷入清洗剂进行清洗，清洗完毕后由废液口排出内腔，实现了自动化清洗，极大提高了所述装置的测试效率。根据本发明一种优选的实施方式，所述搅拌组件3包括搅拌子31和搅拌总成，所述搅拌子31设置在内腔11的底部，以搅拌均匀检测液。在进一步优选的实施方式中，所述搅拌子31的长度为5～8mm，以能够对检测液进行充分搅拌。其中，所述搅拌子31为磁力搅拌子，在搅拌总成的作用下进行旋转搅拌。在本发明中，所述搅拌子在搅拌混匀检测液、排出检测液、搅拌混匀清洗剂及排出清洗剂的过程中，均处于开启状态，以防止搅拌子随溶液流动而堵塞废液出口111。根据本发明一种优选的实施方式，所述搅拌总成包括由上到下依次设置的搅拌上盖32和搅拌下腔33，所述搅拌上盖32和搅拌下腔33配合连接，形成腔体，在所述腔体内设置有搅拌电机34，用于为搅拌子31提供动力。本发明所述的用于溶液电信号测定的自动清洗装置，清洗用时短，可在1min内完成对内腔及电极的清洗，使残留物浓度小于5ppm。本发明的第二方面，提供了一种溶液电信号测定系统，所述系统包括上述用于溶液电信号测定的自动清洗装置，如图4所示，所述溶液电信号测定系统还包括对保温液进行加热的加热组件4、驱动保温液排出的第一驱动件5、驱动废液排出的第二驱动件6和驱动清洗剂进入的第三驱动件7。根据本发明一种优选的实施方式，所述加热组件包括加热容器41和设置在其外部的加热器42，在所述加热容器41内部设置有保温液，所述保温液通过加热器42加热至设定温度，以传输至反应容器1的外层夹套12进行保温。其中，所述保温液体为比热容大的介质，使其在受到外界影响时，温度波动较小。在进一步优选的实施方式中，所述加热容器41为加热杯，由耐高温材料制成，和/或所述加热器42为加热圈。在更进一步优选的实施方式中，在所述加热容器41的底部设置有第一接口411和第二接口412，所述第一接口411和第二接口412均通过液体管路8与反应容器1相连。其中，所述保温液入口121与第一接口411相连，所述保温液出口122与第二接口412相连，形成循环通路。优选地，在所述第一接口411与反应容器之间还设置有冷却调节器9，在温度过高时启动，以调节保温液的温度。其中，当加热容器41中的保温液的温度为设定温度时，冷却调节器9不工作。根据本发明一种优选的实施方式，所述第一驱动件5设置在所述保温液出口122与第二接口412之间，使得保温液返回至加热容器41。在进一步优选的实施方式中，所述第一驱动件5为蠕动泵，以防止与保温液接触。其中，蠕动泵通过对泵的弹性输送软管交替进行挤压和释放来泵送流体，避免与具有腐蚀性或有毒性的溶液接触，能有效防止蠕动泵被腐蚀，延长使用寿命。在更进一步优选的实施方式，所述第二驱动件6设置在废液出口111的外部，使得检测完毕的检测液排出至废液池。其中，第二驱动件6也为蠕动泵，以防止与检测液接触。优选地，所述第三驱动件7为水泵。其中，待检测完毕后，检测液从废液出口排出后，开启清洗功能，使得清洗剂流经水泵，进入盖体2，进而喷入到反应容器1的内腔11，对内腔和电极进行清洗，清洗完毕后清洗剂从废液出口111排出。根据本发明一种优选的实施方式，所述用于溶液电信号测定的自动清洗装置、加热组件4、第一驱动件5、第二驱动件6和冷却调剂器9均通过控制线路与控制器10相连，以进行不同操作的切换。其中，所述控制器1由电脑和电路板组成。本发明的第三方面，提供了一种溶液电信号测定方法，优选采用上述提供的溶液电信号测定系统，如图1～4所示，所述方法包括以下步骤：1)安装搅拌组件3，然后开启加热组件4与第一驱动件5，使得加热至预定温度的保温液进入反应容器1的外层夹套12，并形成循环通路；2)将架体21与架套22配合连接，并在架体21的通孔内插入反应电极，然后将连接好的架体21与架套22安装至反应容器1的顶端；3)由架体21上的加样孔中加入检测液，然后开启搅拌组件，进行测定；其中，需测定一定时间内输出电流的变化。4)测定结束后，开启第二驱动件6，排出检测液，然后关闭第二驱动件6，开启第三驱动件7，注入清洗剂进行清洗，清洗结束后，关闭第三驱动件7，开启第二驱动件6，排出清洗剂。其中，所述清洗一般进行3～5次，具体次数和清洁剂的类型根据实际需要确定，例如，可清洗3次，三次的清洗剂依次为洗洁精、水和去离子水，以防止杂质影响测定结果。实施例实施例1对有毒模拟水样(分别为含有铜离子、菊酯类农药、除草剂、pah和蛋白抑制剂的溶液体系)进行测定，采用图4中所述的测定系统，包括以下步骤：1)将搅拌子放入加热杯的内腔底部，然后开启加热圈与与其相连的蠕动泵，使得加热至37度的水进入反应容器的外层夹套，并形成循环通路；2)将架体与架套配合连接，并在架体的通孔内插入工作电极(头部涂有大肠杆菌)、参比电极和对电极，然后将连接好得架体与架套安装至反应容器的顶端；3)由架体上的加样孔中加入上述有毒水样，然后开启搅拌组件，测定15min内输出电流的变化，测定频率为2次/秒，通过电流的变化计算有毒物质对活体细菌的抑制率；4)测定结束后，开启废液出口连接的蠕动泵，排出有毒水样；然后关闭蠕动泵，开启水泵，注入洗涤灵进行清洗；清洗结束后，关闭水泵，开启废液出口连接的蠕动泵，排出洗涤灵；重复操作步骤4)两次，清洗剂的种类分别为水和去离子水。其中，利用本发明中所述的测定系统进行检测，对检测完毕后其自动清洗排液所用的时间及清洗后内腔内的检测液残留浓度进行检测，结果如表1所示：表1自动清洗排液用时及检测液残留浓度溶液体系清洗时间残留浓度铜离子30秒5ppm菊酯类农药60秒5ppm除草剂60秒5ppmpah60秒5ppm蛋白抑制剂60秒1ppm由表1可知，利用本发明中提供的系统进行检测分析，其自动清洗排液的时间最少为30s，最高为60s；自动清洗后待检测液的残留浓度最低为1ppm，最高为5ppm。利用本发明中所提供的自动清洗装置，极大地缩短了仪器清洗时间，且具有较高的清洗质量。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。当前第1页12