[发明专利]一种可自动更换电极的便携式重金属检测装置及其方法

说明书

一种可自动更换电极的便携式重金属检测装置，固定底座上固定有检测仪；检测仪上设有工作电极安装端，工作电极安装端上设有工作电极插口及电极卡位装置；检测仪上设有工作电极安装部件；工作电极安装部件将工作电极插入工作电极插口；检测仪壳体上设有电极容纳腔，电极容纳腔内设置电极固定机构；检测方法的步骤包括：1)电极的安装；2)待测金属离子的富集阶段；3)富集金属溶出阶段；4)信号处理；5)结果输出；本发明体积小，方便携带，且内设检测电极更换装置，能够在电极使用完之后进行自动更换电极，操作简便，使用方便，且使用范围广。

技术领域

本发明属于水质检测技术领域，尤其涉及一种可自动更换电极的便携式重金属检测装置及其方法。

技术背景

随着工业化、城镇化和农村集约化的快速发展，矿山开采和冶炼、城市污水排放、含重金属的农药和除草剂的大量使用以及畜牧业粪污的过量还田等都导致环境中的重金属累积量不断增加。重金属排入环境后不易被除去，通过食物链进入人体后，会使蛋白质的结构发生不可逆的改变，从而影响组织细胞功能，严重影响人体的健康。重金属中毒对机体的危害是多系统、多器官、多指证和不可逆的。因此，重金属的检测对于人类的健康和生态环境的改善具有重要的意义。近年来，大量的检测技术已经投入到重金属离子检测中，包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、阳极剥离伏安法、X射线荧光光谱法和微探针法等。但是这些检测方法都存在样品需要预处理、测试的周期长和检测限高的缺陷。

很多现有技术公开了石墨烯电极能够检测水中重金属离子的浓度，石墨烯电极的检测原理是利用石墨烯或其功能性修饰材料的对重金属离子的吸附作用，但是目前尚缺少有效地解吸手段，电极重现性差，只能单次使用，极大的限制了石墨烯电极在水中重金属检测的应用。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可自动更换电极的便携式重金属检测装置及其方法，本发明体积小，方便携带，且内设工作电极更换装置，能够在电极使用完之后进行自动更换电极，操作简便，使用方便，且本发明装置能够与多种工作电极匹配使用，使用者可以根据需求切换不同种类的电极，对重金属离子检测灵敏度高，且使用范围广。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可自动更换电极的便携式重金属检测装置，包括有固定底座，固定底座上的杆体上端固定有检测仪；检测仪的下端设有工作电极安装端，工作电极安装端上设有工作电极插口及电极卡位装置，工作电极插口用于安装工作电极；电极卡位装置对工作电极进行卡位；

工作电极安装端的左侧设有工作电极安装部件；工作电极安装部件包括电极固定件以及移动机构，电极固定件为机械抓手，移动机构为XYZ三维移动机构，移动机构带动工作电极进行三维移动；工作电极安装部件将工作电极插入工作电极插口；

检测仪壳体上还设有电极容纳腔，电极容纳腔内设置电极固定机构。

所述的工作电极容纳腔以及工作电极安装部件组成工作电极更换装置。

所述的工作电极容纳腔内可容纳多个工作电极。

所述的工作电极更换装置还包括已使用工作电极回收装置，用于将使用了的工作电极回收并存储。

所述的工作电极为氮掺杂石墨烯(NG)修饰电极或石墨烯-纳米金 /玻碳电极。

所述的检测仪内设有微处理器，微处理器分别与显示装置、通信装置、电极更换装置、电极卡位装置、滤波电路相连；滤波电路通过前置放大电路分别与工作电极、辅助电极、参比电极相连；所述便携式重金属检测装置的通信装置还与云服务器相连。

一种利用便携式重金属检测装置分析样品中重金属的方法，包括以下步骤：

1)电极的安装：通过工作电极安装部件更换新的工作电极；