[发明专利]具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪及检测方法

权利要求书

1.一种具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于包括相连的探头和主机，探头内设有三电极传感器，主机内设有控制电路，控制电路包括中央处理模块、扫描电压模块、电位补偿模块、信号采集处理模块和显示模块，显示模块、扫描电压模块分别和中央处理模块相连，扫描电压模块的输出端输出扫描电压信号，扫描电压信号是一个恒定步进递增的阶梯扫描电压信号，并且阶梯扫描电压信号上叠加有一个恒定振幅的矩形脉冲，所述的扫描电压模块的输出端经电位补偿模块和所述的三电极传感器相连，三电极传感器的信号输出端和信号采集处理模块的输入端相连，信号采集处理模块的输出端和中央处理模块的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于所述的扫描电压模块包括数模转换单元、运算放大器单元和基准电压单元，所述的中央处理模块的输出端和数模转换单元的输入端相连，数模转换单元的输出端和运算放大器单元的输入端相连，运算放大器单元的输出端和所述的电位补偿模块相连，基准电压单元和数模转换单元相连。

3.根据权利要求1所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于所述的三电极传感器包括工作电极、对电极和参比电极，对电极和电位补偿模块的输出端相连，参比电极和电位补偿模块的反馈输入端相连，工作电极即为三电极传感器的信号输出端，工作电极和所述的信号采集处理模块的输入端相连。

4.根据权利要求3所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于所述的工作电极、对电极和参比电极均为以石英基片为衬底且采用铋离子修饰技术的电极，工作电极的材质为碳纳米材料，对电极的材质为碳材料，参比电极的材质为银-氯化银材料。

5.根据权利要求1或2或3所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于所述的信号采集处理模块包括由所述的中央处理模块控制通断的N路I/V转换电路，N路I/V转换电路的反馈电阻阻值相异，N路I/V转换电路分别对应N个档位的量程。

6.根据权利要求5所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪，其特征在于所述的I/V转换电路有四路，每路I/V转换电路设有模拟开关，所述的信号采集处理模块还包括低通滤波电路、电压放大电路和A/D转换电路，三电极传感器的信号输出端和四路I/V转换电路的输入端相连，四路I/V转换电路的输出端和低通滤波电路的输入端相连，低通滤波电路的输出端经电压放大电路和A/D转换电路的输入端相连，A/D转换电路的输出端和所述的中央处理模块的输入端相连，四路I/V转换电路的模拟开关的控制端分别和中央处理模块的控制信号输出端相连。

7.一种如权利要求1所述的具有多量程自动切换功能的水体重金属检测仪的检测方法，其特征在于将所述的探头伸入到待测水体中，所述的中央处理模块对所述的扫描电压模块进行控制，使扫描电压模块的输出端输出扫描电压信号，扫描电压信号是一个恒定步进递增的阶梯扫描电压信号，并且阶梯扫描电压信号上叠加有一个恒定振幅的矩形脉冲，由所述的电位补偿模块将扫描电压模块产生的扫描电压信号施加到所述的三电极传感器上，当扫描电压信号扫描到与之对应重金属元素的氧化电位时，如果水体中有该重金属元素，则开始发生氧化反应，重金属以离子态从电极表面溶出到水体中，产生的溶出电流信号由所述的三电极传感器的信号输出端输送给所述的信号采集处理模块的输入端，信号采集处理模块将电流信号转换为电压信号，输送给中央处理模块进行计算和分析，最终获得待测水体中多种重金属的成分及含量，并将检测结果输送给显示模块进行显示。