本發(fā)明涉及水質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有溫度傳感器的基于兩極體系水質(zhì)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生活用水、飲用水等水質(zhì)安全問題是社會(huì)各界乃至家家戶戶所關(guān)心的問題，雖然國家對各類水質(zhì)均有衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對出廠自來水檢測也較為重視，但是出廠自來水的合格并不等于輸送至各戶家庭的水質(zhì)合格，因此，開發(fā)檢測性能好、速度快、易于維護(hù)的水質(zhì)檢測系統(tǒng)是很重要的。
水中既含有人體所需的一些必要元素，也含有一些對人體有害的物質(zhì)，不同場合對水質(zhì)的要求也不同，水體中的物質(zhì)可分為三大類，包括陽離子、陰離子、和有機(jī)物，其中陽離子如汞、鉛、鎘等重金屬離子對人體有危害，陽離子如鈣、鎂、鈉、鉀則是對人體健康極其重要的元素，陰離子如氯離子、次氯酸根、硝酸鹽、硫酸鹽等在水中的濃度也具有一定的限制，有機(jī)物如葡萄糖、蛋白質(zhì)、咖啡因等，隨著它們的廣泛應(yīng)用，人們對其在水中的濃度也極其關(guān)注。現(xiàn)有的水質(zhì)檢測系統(tǒng)具有儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，操作繁瑣，檢測時(shí)需要大量的水體樣本，檢測時(shí)間長等缺點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種帶有溫度傳感器的基于兩極體系水質(zhì)檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種帶有溫度傳感器的基于兩極體系水質(zhì)檢測系統(tǒng)，包括有電源供電模塊、樣品預(yù)處理裝置、流路系統(tǒng)、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器、報(bào)警裝置、存儲(chǔ)模塊和顯示模塊，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個(gè)檢測裝置，電源供電模塊給系統(tǒng)供電，所述的檢測裝置包括有微控制器，所述的微控制器依次與DA轉(zhuǎn)換芯片、雙極性調(diào)理電路、恒電位儀連接，在樣品池內(nèi)放入工作電極和輔助電極，恒電位儀與工作電極連接，輔助電極連接有微電流放大電路，所述的微電流放大電路依次與AD采集模擬開關(guān)、AD轉(zhuǎn)換芯片和微控制器連接，兩個(gè)微控制器均與總控制器連接，總控制器分別連接報(bào)警裝置、存儲(chǔ)模塊和顯示模塊，所述的樣品預(yù)處理裝置與流路系統(tǒng)連接，流路系統(tǒng)分別連接兩個(gè)樣品池的入水口，在樣品池內(nèi)設(shè)有溫度控制系統(tǒng)，在每個(gè)樣品池內(nèi)還放有溫度傳感器，溫度傳感器連接有溫度檢測電路，溫度檢測電路與總控制器連接，總控制器與溫度控制系統(tǒng)連接，樣品依次經(jīng)過樣品預(yù)處理裝置和流路系統(tǒng)后，分別進(jìn)入兩個(gè)樣品池，通過微控制器發(fā)出激勵(lì)信號，由DA轉(zhuǎn)換芯片將激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經(jīng)過雙極性調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為雙極性電壓，通過恒電位儀調(diào)節(jié)工作電極和輔助電極之間的電壓，輔助電極響應(yīng)電流信號，電流信號通過微電流放大電路將電流信號進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關(guān)的采集范圍之內(nèi)，AD采集模擬開關(guān)選擇信號類型，通過AD轉(zhuǎn)換芯片將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送給微控制器，兩個(gè)微控制器將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后得出的參數(shù)值均發(fā)送到總控制器，總控制器將接收到的相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行比較，差距超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警裝置，若差距沒超出預(yù)先設(shè)定的范圍，總控制器取兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為最后的測試的數(shù)據(jù)，分別發(fā)送到存儲(chǔ)模塊和顯示模塊進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，溫度控制系統(tǒng)控制樣品的溫度，通過溫度傳感器探測溫度信號并發(fā)送給溫度檢測電路，溫度檢測電路將溫度信號發(fā)送到總控制器，總控制器控制溫度控制系統(tǒng)對樣品進(jìn)行溫度校正。
所述的微控制器的型號為EZ-USB FX2-68013。
所述的樣品預(yù)處理裝置包括有雙層帶有中空腔體的池子，池子內(nèi)層和外層為可拆卸連接，池子內(nèi)層的側(cè)壁為濾網(wǎng)。
所述的工作電極包括有金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極，將金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極集成在同一個(gè)電極上構(gòu)成工作電極；所述的輔助電極為活性炭電極，用PVB膜將碳布、碳纖維棒和活性炭綁在一起構(gòu)成活性炭電極。
所述的參數(shù)包括有金屬重離子的含量、葡萄糖的含量和余氯的含量。
所述的溫度傳感器為PT1000熱敏電阻。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明采用一種系統(tǒng)，同時(shí)檢測金屬重離子、葡萄糖和余氯的含量，簡單可靠，采用的活性炭電極傳感性能良好，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，成本低且小型化，增加了兩個(gè)檢測裝置，防止因?yàn)槭д`造成的數(shù)據(jù)誤差大，當(dāng)誤差較大時(shí)，總控制器發(fā)出報(bào)警，提醒工作人員測試誤差大，檢測是不是有儀器損壞或操作不當(dāng)，減少檢測錯(cuò)誤的問題，使用方便，另外增加了溫度控制系統(tǒng)和溫度傳感器，起到溫度校正的作用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工作原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種帶有溫度傳感器的基于兩極體系水質(zhì)檢測系統(tǒng)，包括有電源供電模塊1、樣品預(yù)處理裝置2、流路系統(tǒng)3、檢測裝置一、檢測裝置二、總控制器4、報(bào)警裝置5、存儲(chǔ)模塊6和顯示模塊7，所述的檢測裝置一和檢測裝置二是相同的兩個(gè)檢測裝置，電源供電模1塊給系統(tǒng)供電，所述的檢測裝置包括有微控制器8，所述的微控制器8依次與DA轉(zhuǎn)換芯片9、雙極性調(diào)理電路10、恒電位儀11連接，在樣品池12內(nèi)放入工作電極13和輔助電極14，恒電位儀11與工作電極13連接，輔助電極14連接有微電流放大電路15，所述的微電流放大電路15依次與AD采集模擬開關(guān)16、AD轉(zhuǎn)換芯片17和微控制器8連接，兩個(gè)微控制器8均與總控制器4連接，總控制器4分別連接報(bào)警裝置5、存儲(chǔ)模塊6和顯示模塊7，所述的樣品預(yù)處理裝置2與流路系統(tǒng)3連接，流路系統(tǒng)3分別連接兩個(gè)樣品池12的入水口，在樣品池12內(nèi)設(shè)有溫度控制系統(tǒng)18，在每個(gè)樣品池12內(nèi)還放有溫度傳感器19，溫度傳感器19連接有溫度檢測電路20，溫度檢測電路20與總控制器4連接，總控制器4與溫度控制系統(tǒng)18連接，樣品依次經(jīng)過樣品預(yù)處理裝置2和流路系統(tǒng)3后，分別進(jìn)入兩個(gè)樣品池12，通過微控制器8發(fā)出激勵(lì)信號，由DA轉(zhuǎn)換芯片9將激勵(lì)信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，模擬電壓信號經(jīng)過雙極性調(diào)理電路10轉(zhuǎn)換為雙極性電壓，通過恒電位儀11調(diào)節(jié)工作電極13和輔助電極14之間的電壓，輔助電極14響應(yīng)電流信號，電流信號通過微電流放大電路15將電流信號進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)換為電壓信號，使電壓信號在AD采集模擬開關(guān)16的采集范圍之內(nèi)，AD采集模擬開關(guān)16選擇信號類型，通過AD轉(zhuǎn)換芯片17將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送給微控制器8，兩個(gè)微控制器8將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后得出的參數(shù)值均發(fā)送到總控制器4，總控制器4將接收到的相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行比較，差距超出預(yù)先設(shè)定的范圍時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警裝置5，若差距沒超出預(yù)先設(shè)定的范圍，總控制器取兩個(gè)數(shù)據(jù)的平均值作為最后的測試的數(shù)據(jù)，分別發(fā)送到存儲(chǔ)模塊6和顯示模塊7進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，溫度控制系統(tǒng)18控制樣品的溫度，通過溫度傳感器19探測溫度信號并發(fā)送給溫度檢測電路20，溫度檢測電路20將溫度信號發(fā)送到總控制器4，總控制器4控制溫度控制系統(tǒng)18對樣品進(jìn)行溫度校正。
所述的微控制器8的型號為EZ-USB FX2-68013。
所述的樣品預(yù)處理裝置2包括有雙層帶有中空腔體的池子，池子內(nèi)層和外層為可拆卸連接，池子內(nèi)層的側(cè)壁為濾網(wǎng)。
所述的工作電極13包括有金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極，將金電極、鉑電極、銀電極和玻碳電極集成在同一個(gè)電極上構(gòu)成工作電極；所述的輔助電極14為活性炭電極，用PVB膜將碳布、碳纖維棒和活性炭綁在一起構(gòu)成活性炭電極。
所述的參數(shù)包括有金屬重離子的含量、葡萄糖的含量和余氯的含量。
所述的溫度傳感器19為PT1000熱敏電阻。
重金屬的檢測方法原理：
采用陽極溶出伏安法測定水中的重金屬，通過恒電位儀保持恒電位，在一定的恒電位下，重金屬離子還原富集在工作電極表面，反應(yīng)式如下：
Hg2++2e<->Hg
Cd2++2e<->Cd
Pb2++2e<->Pb （1）
通過攪拌加速富集速度，靜置一段時(shí)間后，再施加由負(fù)向正不斷上升的電壓信號，電極表面富集的重金屬單質(zhì)逐漸溶出，反應(yīng)式（1）向左進(jìn)行，發(fā)生氧化反應(yīng)，記錄該過程的電流-電壓曲線，根據(jù)溶出峰的峰電位進(jìn)行定性分析，根據(jù)溶出峰電流進(jìn)行定量分析，峰電流與重金屬各離子濃度呈線性關(guān)系，得出重金屬離子的含量。同時(shí)測定多種重金屬離子時(shí)，主要通過溶出峰的位置來區(qū)分檢測的種類，不同的重金屬離子氧化還原電位不同，所使用的電極材料也根據(jù)其電位選擇，選擇玻碳電極檢測鉛離子和鎘離子，金電極檢測汞離子。
葡萄糖的檢測方法原理：
通過電極表面葡萄糖的電化學(xué)催化氧化反應(yīng)過程中電流密度與濃度成正比這一特點(diǎn)，對溶液中的葡萄糖進(jìn)行定量分析。選用金電極作為工作電極，采用脈沖計(jì)時(shí)電流法，在0.1V檢測電壓下檢測5s，共施加3個(gè)周期脈沖，記錄電流-時(shí)間曲線，計(jì)算葡萄糖的氧化電流，得出葡萄糖的含量。
余氯的檢測方法原理：
采用線性掃描伏安法，從0V正向掃描至1.5V，掃描速率為0.2V/s，記錄電流-時(shí)間曲線，計(jì)算余氯的氧化電流，得出余氯的含量。