[实用新型]便携式USB接口重金属离子检测装置及电极卡片

说明书

技术领域

本实用新型涉及环境检测技术领域，特别涉及一种便携式USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口重金属离子检测装置，可用于阳极溶出伏安分析快速检出溶液中痕量重金属离子。本实用新型还提供了一种用于该检测装置的一端具有USB接口的电极卡片。

背景技术

全球电子电气工业发展产生的大量电子垃圾造成了严重的环境污染问题，对全球的生态环境带来了严峻的挑战。当前虽然电器产品的前处理技术已经非常成熟，比如采用微波消解技术在实现批量处理的同时，其设备对环境场地要求不高，可以用于现场检测，然而电器产品消解后，还需要对溶液中的重金属含量进行检测分析，目前常用的重金属检测装置多为大型仪器，总体而言成本高昂，检测样品消耗量大，且耗费人力，不适合现场快速检测，致使重金属离子现场检测效率难以提高。

以阳极溶出伏安法（Anodic Stripping Voltammetry，ASV）为基础实现重金属离子现场快速检测为值得期待的技术发展方向。ASV作为一种电化学分析方法，其检出限可达ppb~ppt级，完全满足重金属离子检测的灵敏度需要。传统的ASV重金属离子检测装置为烧杯中的工作电极、对电极和参比电极的三电极系统，尽管可以用于检测样品溶液中的痕量重金属离子，但检测过程却存在试样溶液消耗量大、预电解时间长、检测结果重现性差的缺点。作为ASV的改进，Zhiwei Zou和Am Jang等人的研究公开了一种用于原位重金属离子检测的实验室芯片传感器，该传感器将两组小型的传感器电极串联设置于鞍形薄层空腔的微通道内，微通道两端点处分别设置直通的待测溶液进口和出口；每组电极均为三电极系统，连接各电极的引线排列形成触点区，通过触点将电极接入检测系统。上述芯片传感器检测装置利用微机电系统技术，基于芯片实验室的理念，实现了ASV检测仪器小型化。

在使用检测装置进行实际检测时，需要选择适当的连接手段将电极接入检测系统；传统的方法是使用鳄鱼夹夹持电极，适用于上述烧杯尺度下使用的电极的连接，但对于上述芯片级的检测装置中的小尺寸电极，由于电极连接脚之间间距往往很小，通常的夹具夹头尺寸难以匹配；为解决这一问题，出现了专门针对所使用小尺寸电极设计制作的特殊夹具，夹具夹头中包含3~4个平行的、并联的分别对应电极连接脚的触脚，但是该类形的夹具通常需要针对不同尺寸电极进行订制，电极连接的通用性和便捷性很差。

实用新型内容

本实用新型针对现有具有电极卡片检测装置中的电极与检测系统的连接存在不便的问题，提供了一种新型的便携式USB接口重金属离子检测装置及电极卡片，按照USB标准设计电极卡片的接口端和电极的连接脚，大大增加了检测装置的电极连接的通用性和稳定性。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种便携式USB接口重金属离子检测装置，包括微通道和伸入所述微通道中的三个电极，所述三个电极分别为工作电极、对电极和参比电极；所述微通道为设置于薄层流动池中的一个薄层状空腔；所述三个电极为设置在一个电极卡片的基片上的平面全固态电极；所述薄层流动池在所述微通道的两端设置有连通外部的进液管道和出液管道，所述薄层流动池还包括所述薄层状空腔下方设置的匹配所述电极卡片形状的卡槽；所述电极卡片可插拔的密合插入所述薄层流动池上的所述卡槽中，电极卡片可插拔的设计，可根据连续工作需要实现电极卡片的自由更换，避免样品间的交叉污染；其中：

所述电极卡片的一端部伸出所述卡槽之外，所述端部为接口端，所述三个电极的三个条状的连接脚平行排列在所述接口端，当所述接口端插入USB头时，三个所述连接脚各自与USB接口内的不同引脚接触连通。工作时通过接口端与USB接口连接为电极卡片上的三个电极施加电压，同时检测电极间的电流。

优选地，所述微通道的薄层状空腔设置为鞍形，所述进液管道和出液管道分别沿切线方向连接在所述薄层状空腔的两个顶端；

优选地，所述进液管道和出液管道具有凸出的管道口。

作为前述技术方案的优选，所述接口端与连接脚按照USB规格设置，因USB接口具有平行排列的四个引脚，当所述接口端插入USB头时，三个所述连接脚与USB头内相邻的三个引脚分别接触。

本实用新型实施例还提供了一种电极卡片，在前述技术方案中使用，与所述薄层流动池组装形成所述便携式USB接口重金属离子检测装置。