本實用新型屬于電化學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置。

背景技術(shù)：

三電極體系是電化學(xué)檢測過程中的主要電化學(xué)轉(zhuǎn)化部件，主要由工作電極、參比電極和輔助電極(對電極)組成。比較常見的三電極體系就是實驗室或研究所使用的各類電解池。隨著電化學(xué)檢測技術(shù)的發(fā)展，這類三電極體系因其造型復(fù)雜、體積較大、成本高等因素已經(jīng)無法滿足當(dāng)前便攜式檢測的需求。因此，平板式工作電極便應(yīng)運而生，并得到了廣泛的應(yīng)用。但目前沒有專門用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，本實用新型旨在解決該問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、靈敏度高、提高檢測效果的用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，包括底座、接口層、傳輸層、頂層，底座上左側(cè)位置設(shè)置彈簧下固定槽，中部位置設(shè)置支撐座，右側(cè)位置設(shè)置方形槽，接口層左側(cè)位置設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸接口槽，接口層底部與彈簧下固定槽對應(yīng)位置處設(shè)置彈簧上固定槽，接口層上右側(cè)位置設(shè)置三個電極接頭定位孔，頂層底部設(shè)置凹槽，傳輸層安裝在凹槽內(nèi)，傳輸層包括印刷電路板，印刷電路板上在與三個電極接頭定位孔對應(yīng)位置處分別設(shè)置三種電極接頭的焊接孔，印刷電路板上與數(shù)據(jù)傳輸接口槽對應(yīng)位置處固定數(shù)據(jù)傳輸接口元件，三種電極接頭的頂端分別焊接在三個焊接孔處，三種電極接頭的下端分別穿過接口層上的三個電極接頭定位孔，三種電極接頭的頂端分別通過信號傳輸線與數(shù)據(jù)傳輸接口元件連接，頂層、傳輸層、接口層、底座自上至下依次安裝在一起，彈簧的上、下端分別安裝在彈簧上、下固定槽內(nèi)。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述接口層上與支撐座對應(yīng)位置處設(shè)置第一通槽，傳輸層上與支撐座對應(yīng)位置處設(shè)置第二通槽，頂層上與支撐座對應(yīng)位置處設(shè)置第三通槽，支撐座依次穿過第一、第二、第三通槽，支撐座與接口層固定連接。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述頂層、傳輸層和接口層通過多個螺釘固定連接在一起。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述底座、接口層、頂層分別采用絕緣的硬體材料制成。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述絕緣的硬體材料優(yōu)選尼龍材料、ABS塑料或PLA。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述數(shù)據(jù)傳輸接口槽為USB接口槽或探針接口槽，數(shù)據(jù)傳輸接口元件為USB接口或探針接口。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，進一步的，所述信號傳輸線采用0.5～0.7mm寬的鋪銅設(shè)計。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：本實用新型包括底座、接口層、傳輸層、頂層，底座上設(shè)置方形槽用于放置平板式工作電極，三種電極接頭的上端固定在印刷電路板上，下端穿過三個電極接頭定位孔用于插入三種電極，操作簡便，三個電極接頭定位孔用于對三種電極接頭進行定位并使三種電極接頭完全獨立絕緣，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，頂層底部設(shè)置凹槽，傳輸層安裝在凹槽內(nèi)，使整個裝置更加統(tǒng)一；底座與接口層之間設(shè)置彈簧進行支撐，保證三種電極與平板電極接觸良好。本實用新型可采用多種數(shù)據(jù)傳輸接口元件，兼容性強，能與各類電化學(xué)檢測儀器進行連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低，可重復(fù)使用，將參比電極、對電極、工作電極分別插入三種電極接頭，將平板電極固定于方形槽內(nèi)，即可進行檢測，操作簡便，對數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)姆€(wěn)定性高，三種電極接頭與平板電極位置相垂直，靈敏度高，檢測所需溶液少，對待測物質(zhì)的響應(yīng)信號較大，得到的VI曲線線性平滑，噪音小，大大提高了對待測物質(zhì)的檢測效果。

下面結(jié)合附圖對本實用新型的用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置的立體圖；

圖2為本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置中底座的立體圖；

圖3為本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置中接口層的立體圖；

圖4為本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置中頂層仰視方向的立體圖；

圖5為本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置中傳輸層的主視圖；

圖6為實施例1中不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的電化學(xué)響應(yīng)圖譜；

圖7為實施例1中Pb的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

具體實施方式

如圖1-圖5所示，本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置包括底座1、接口層2、傳輸層3、頂層4，底座1、接口層2、頂層4分別采用絕緣的硬體材料制成，例如尼龍材料、ABS塑料、PLA等。底座1上左側(cè)位置設(shè)置彈簧下固定槽11，中部位置設(shè)置支撐座12，右側(cè)位置設(shè)置方形槽13，方形槽13用于放置和固定平板電極，方形槽13的尺寸可設(shè)置為適用于多種型號的平板電極。

接口層2左側(cè)位置設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸接口槽21，數(shù)據(jù)傳輸接口槽21為USB接口槽或探針接口槽，接口層2底部與彈簧下固定槽11對應(yīng)位置處設(shè)置彈簧上固定槽22，接口層2上與支撐座12對應(yīng)位置處設(shè)置第一通槽23，接口層2上右側(cè)位置設(shè)置三個電極接頭定位孔24、25、26。

頂層4上與支撐座12對應(yīng)位置處設(shè)置第三通槽41，頂層4底部設(shè)置凹槽42，傳輸層3安裝在凹槽42內(nèi)，傳輸層的尺寸與凹槽的尺寸相匹配。傳輸層3包括印刷電路板31，印刷電路板31上與支撐座12對應(yīng)位置處設(shè)置第二通槽32，印刷電路板31上在與三個電極接頭定位孔24、25、26對應(yīng)位置處分別設(shè)置三種電極接頭的焊接孔33、34、35，印刷電路板31上與數(shù)據(jù)傳輸接口槽21對應(yīng)位置處設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸接口焊盤36，可選擇USB接口焊盤或探針焊盤，數(shù)據(jù)傳輸接口焊盤36處焊接數(shù)據(jù)傳輸接口元件，數(shù)據(jù)傳輸接口元件可選擇USB接口或探針接口。三種電極接頭即參比電極接頭37、對電極接頭38、工作電極接頭39的頂端分別焊接在三個焊接孔33、34、35處，三種電極接頭的下端分別穿過接口層2上的三個電極接頭定位孔。三種電極接頭的頂端分別通過信號傳輸線40與數(shù)據(jù)傳輸接口焊盤36連接，信號傳輸線40采用0.5～0.7mm寬的鋪銅設(shè)計。

頂層4、傳輸層3、接口層2、底座1自上至下依次安裝在一起，頂層4、傳輸層3和接口層2通過多個螺釘固定連接在一起，底座1上的支撐座12依次穿過第一、第二、第三通槽23、32、41，支撐座12與接口層2通過螺釘固定連接，彈簧5的上、下端分別安裝在彈簧上、下固定槽11、22內(nèi)。

本實用新型用于不同厚度、不同材質(zhì)和不同形狀的平板式工作電極在工作過程中的電信號采集和傳輸，從而作為平板式工作電極的專用裝置，用于微量樣品的電化學(xué)檢測。

本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，使用時將三種電極即參比電極6、對電極7、工作電極8分別插入對應(yīng)的三種電極接頭，將平板式工作電極固定在底座1上的方形槽13內(nèi)，在彈簧5的彈力下，三種電極的下端分別與平板式工作電極接觸，形成新的三電極體系，通過USB傳輸數(shù)據(jù)線或探針連接線可與各類電化學(xué)檢測儀器進行連接，從而對溶液中的重金屬離子進行檢測。

實施例1

采用本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置，檢測鉛(Pb)離子的濃度，分別對鉛(Pb)離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液進行檢測，具體檢測過程如下：

(1)精確配置鉛(Pb)濃度分別為40μg/L，100μg/L，150μg/L，300μg/L，400μg/L，500μg/L的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

(2)以Ag/AgCl絲狀電極為參比電極，以Pt絲狀電極為對電極，以銅柱電極為工作電極，分別插入對應(yīng)的三種電極接頭；同時將平板電極放置在方形槽內(nèi)，組成三電極體系，并將裝置通過USB傳輸線與電化學(xué)工作站相連。

(3)然后在平板電極表面的濾紙區(qū)域滴加15uL的上述6種標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，利用方波溶出伏安法對溶液中的鉛(Pb)進行檢測，得到如圖6所示的電化學(xué)信號曲線。

(4)經(jīng)分析，鉛離子的電化學(xué)信號的電流峰高值與鉛離子濃度有關(guān)，并滿足線性關(guān)系，如圖7所示，在10～80μg/L濃度范圍內(nèi)，線性方程為y＝0.0027x+0.0025(相關(guān)系數(shù)為0.989)；在80～500μg/L濃度范圍內(nèi)，線性方程為y＝0.0060x-0.4167(相關(guān)系數(shù)為0.995)，以上公式中y為電流值，x為濃度值。

(5)在平板電極表面的濾紙區(qū)域滴加15μl待測樣品溶液，利用方波溶出伏安法對溶液進行檢測，得到的鉛(Pb)的峰電流為0.17μA，通過鉛(Pb)的線性方程得到該樣品溶液中的鉛(Pb)濃度為62.04μg/L。

由上可知，采用本實用新型用于平板式工作電極的電信號采集和傳輸裝置組成的新三電極體系，對待測物質(zhì)進行檢測，檢測所需溶液少，靈敏度高，對待測物質(zhì)的響應(yīng)信號較大，得到的VI曲線線性平滑，噪音小，檢測結(jié)果更加準(zhǔn)確。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。