[发明专利]一种水中Cr(VI)离子的即时视觉传感检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种水中Cr(VI)离子的即时视觉传感检测系统及方法，所述系统包括反应模块、取像模块和应用模块，反应模块采用含有Cr(VI)离子显示剂的试纸替代现配的显示剂溶液，具有携带方便易于保存的优点；取像模块配合试纸能够为拍照提供一个固定光线环境条件，应用模块中含有摄像头以及可搭载处理软件的手机，能够对照片的颜色进行识别，然后根据R/G值对Cr(VI)浓度的线性关系，利用标曲计算出的函数公式即可对水中的Cr(VI)浓度进行实时定量检测。总之，本发明不需要任何实验仪器，具有成本低廉、携带方便、快速实时、简单易行的优点。

技术领域

本发明属于重金属离子检测技术领域，具体涉及一种水中Cr(VI)离子的即时视觉传感检测系统及方法。

背景技术

铬作为一种致命的有毒物质，由于其在不锈钢、汽车零件、皮革制品和其他工业产品中的广泛使用而受到广泛关注。废水中所含的铬可能直接通过被污染的地下水被人类吸收，也可能通过鱼类等水生生物被间接吸收。Cr(VI)具有高度致癌性和致突变性，可导致遗传缺陷、过敏反应和各种类型的癌症。

现有对于Cr(VI)检测的技术方案包括：电化学方法、原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和分光光度法。但是上述方法存在以下缺点：

缺点一：成本高，需要依靠相应的仪器才能进行检测。

缺点二：无法快速实时检测，需要将样品带回实验室才能进行检测。

缺点三：操作复杂，需要学会相应仪器的使用方法才能进行检测。

因此，设计一种成本低廉、快速实时且简单易行的Cr(VI)检测方法，对于实时监测水体中的铬污染有重要的环境意义。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种水中Cr(VI)离子的即时视觉传感检测系统及方法，具有成本低廉、快速实时、简单易行的优点。

本发明的技术方案为：一种水中Cr(VI)离子的即时视觉传感检测系统，包括反应模块、取像模块和应用模块，

反应模块包括夹持机构和固定在夹持机构内的含有Cr(VI)离子显示剂的试纸，在试纸上滴加待测水样进行反应，形成含有反应待测样区的试纸；

取像模块包括盒体，以及设置在盒体内的摄像室和连接在摄像室与盒体外部之间的通道，将夹持有试纸的夹持机构从通道的外端口插入并向内推送，直至试纸的反应待测样区到达摄像室内，在摄像室内设有用于固定夹持机构的限位机构，用于补光的LED照明灯，以及设置在摄像室外顶部并正对反应待测样区的取景器，盒体上还设有为LED照明灯供电的内置电池和控制LED照明灯的开关；

应用模块包括带有摄像头的智能手机以及安装在智能手机内的处理软件，处理软件包括：

摄像单元，摄像单元用于将智能手机的摄像头对准取景器后调用智能手机的拍照功能对反应待测样区进行拍摄，通过选择拍摄标曲、拍摄样品选项能够得到标准图片、样品图片；

颜色识别单元，颜色识别单元用于识别标准图片或样品图片选中区域的红绿蓝三种颜色；

标曲单元，标曲单元用于通过标准图片生成R/G值对Cr(VI)浓度的标准曲线图和函数公式；

样品单元，样品单元用于对样品图片进行识别，并根据函数公式自动计算出样品的Cr(VI)浓度。

进一步地，试纸包括位于中心的混合纤维素酯膜片和用于对混合纤维素酯膜片通过热压包边的PP膜片，PP膜片上设有定位孔，PP膜片可以起到一定的边缘阻水作用，防止液体因扩散流失。

进一步地，含有Cr(VI)离子显示剂的试纸的制备方法包括以下步骤：