[实用新型]一种分布式电化学实验教学系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种电化学实验教学系统，特别涉及一种分布式电化学实验教学系统。

背景技术

电化学是物理化学的一个重要分支，它除与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等有关外，还与环境科学、能源科学、生物学、金属工业等领域有着密切的联系。如今，电化学技术在一些科学领域都已得到应用，为人类社会的发展提供动力。基于电化学原理的电分析技术和化学传感为生物技术、工业和环境检测及日常生活提供了研究和分析的手段；使电解工业可以实现大量无机物、有机物的电解合成，金属的提取和精炼；电化学技术还可以实现材料的表面处理；使微纳米期间的制备和构筑有了新的发展。因此，研究电化学的测量方法，对社会科学的发展有着重要意义。电化学测量主要是通过在不同的测试条件下，对电极电势和电流分别进行控制和测量，并对其相互关系进行分析而实现的。随着科技的进步，电化学测量仪器也获得了飞跃性的发展，有力地促进了电化学各领域的发展。在高校等学校中，电化学实验教学在电化学知识的传授过程中有着不可替代的重要作用，其目的不仅是加深学生对理论知识的理解和掌握，使学生学会用所学的知识对实验现象和结果进行分析及讨论；更重要的是通过实验教学环节培养学生独立处理问题、解决问题的能力和设计水平，培养学生的创新意识和能力，提高综合素质，为今后的科研工作培养良好的实验技能，打下扎实的综合基础。目前，电化学实验教学，因为检测及分析处理的电化学仪器购置成本高，设置数量比较少，教学方法为分组教学，学生3-5人为一组，每组使用一套检测仪器，检测仪器可以显示数据和曲线，在教师的指导管理下，由1位学生代表操作，其它学生观看，记录实验结果并进行分析，这种教学方式不能保证每一个学生都能动手实验，而且因为需要教师现场管理学生实验，学生动手实验的机会受到限制，不利于培养学生的实验技能。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供能够使每个学生均能动手实验的一种分布式电化学实验教学系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种分布式电化学实验教学系统，包括实验教学管理服务器、电化学实验客户端和电化学实验检测装置；所述电化学实验客户端为1个以上，通过有线网络或无线网络与所述实验教学管理服务器通信，所述电化学实验检测装置为1个以上，通过有线网络或无线网络与所述电化学实验客户端之一通信。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述电化学实验检测装置通过USB、RS232或RS485与所述电化学实验客户端通信。

所述电化学实验检测装置为便携式电化学检测分析装置，所述便携式电化学检测分析装置包括单片机模块、程序存储模块、数据采集模块、输出模块、温度补偿模块和电源模块，其中：

所述单片机模块包括中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、时钟（CLK）和外设信号传输接口；所述外设信号传输接口包括IIC接口、GPIO接口和FIFO接口，所述外设信号传输接口通过内部总线与所述中央处理器（CPU）和所述数据存储器相连；

所述程序存储模块包括EEPROM存储器，存储单片机运行的程序文件，通过所述外设信号传输接口写入或读出程序；

所述数据采集模块包括D/A子模块、A/D子模块、I/V转换子模块和电化学传感器，所述D/A子模块输入来自所述外设信号传输接口的数字信号，转换后输出电压信号至所述电化学传感器；所述电化学传感器检测物质电化学特性的微电流，并输出至所述I/V转换子模块，所述I/V转换子模块将微电流信号转换为电压信号输出至所述A/D子模块，所述A/D子模块将接收的电压模拟信号转换为数字信号后发送到所述外设信号传输接口；

所述输出模块包括液晶显示器，所述液晶显示器接收来自所述外设信号传输接口的驱动信号并进行数据显示；

所述温度补偿模块包括温度传感器和温度A/D子模块，所述温度传感器感应温度变化产生电压信号并输出至所述温度A/D子模块，所述温度A/D子模块将接收的电压模拟信号转换为数字信号后发送到所述外设信号传输接口；

所述电源模块包括电池和电压转换电路，给系统内各模块及器件供电。

所述电化学实验检测装置还包括USB接口电路，所述USB接口电路连接所述单片机模块的外设信号传输接口、上位机计算机（PC）的USB接口以及外设的USB接口，实施单片机模块与上位机以及外设之间的通信，所述电源模块与所述USB接口电路相连，当检测所述USB接口电路有输出电压时，从电池供电切换到所述USB接口电路供电。