[发明专利]一种柔性三电极钠离子检测装置

说明书

本发明公开了一种柔性三电极钠离子检测装置，该装置包括柔性三电极钠离子检测传感器、信号处理模块、数据显示模块及供电模块。柔性三电极钠离子检测传感器中构成与钠离子浓度线性相关的等效电阻，可以输出与不同钠离子浓度相对应的检测信号；信号处理模块由文氏振荡转换电路、波形整形电路构成，可将检测信号转化为正弦波，然后将正弦波转化为方波信号；数据显示模块由单片机、移动终端组成，单片机上搭载有数码管显示电路、蓝牙数据发送电路，可将方波信号频率换算为对应钠离子浓度，并在数码管和移动终端上显示。本发明在柔性衬底上制备电极，低制造成本、重量轻、灵敏度高。

技术领域

本发明涉及用于钠离子含量检测的电子设备，尤其是一种柔性三电极钠离子检测装置。

背景技术

钠离子的摄入对人体维持正常的生理机能有着重要的意义，但钠离子不宜摄入过多，世界卫生组织建议人体每天摄入的钠离子量不应超过1700毫克，过多钠离子摄入将会对人体代谢等方面产生不良影响。因此，对摄入钠离子含量进行监测十分有必要。柔性钠离子检测系统便于对人体每日摄入的钠离子含量进行监测，并通过蓝牙模块在移动终端（手机）上进行实时数据显示，避免出现钠离子摄入过多或摄入不足的情况，帮助人们更加健康的生活。

申请号为CN 201410606969.3，发明名称为一种钠离子传感器及其制造方法，该钠离子传感器利用基板、第一钠离子选择电极、第二钠离子选择电极及盐桥构成的电路对钠离子进行识别。申请号为CN 201010193003.3，发明名称为一种全固态钾离子传感器及其制备方法，使用了基板、钾离子选择电极和外参比电极对钾离子进行检测。在现有的关于离子检测的技术方案里，主要是通过制备离子选择电极来实现金属离子的检测，针对钠离子的检测传感器种类较少，且尚不可定量测定钠离子浓度。除此之外，目前钠离子检测装置结构复杂，不能同时显示所测溶液中钠离子的浓度，数据显示不直观。更为重要的是，目前市面上缺乏一种柔性的钠离子检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性三电极钠离子检测装置，可实时检测钠离子含量并完成检测数据的显示。该装置中柔性三电极钠离子检测传感器中构成了电阻值可随待测钠离子浓度变化而变化的等效电阻，并将检测信号传输至信号处理模块；信号处理模块将输入的信号转化为方波信号并传输至数据显示模块；数据显示模块将方波信号换算为待测钠离子溶液的浓度值，并显示在数码管和移动终端上，完成数据的分析与显示；供电模块为柔性三电极钠离子传感器、信号处理模块、数据显示模块供电。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种柔性三电极钠离子检测装置，特点是：该装置包括柔性三电极钠离子检测传感器、信号处理模块、数据显示模块、供电模块，所述柔性三电极钠离子检测传感器、信号处理模块、数据显示模块依次相连，供电模块分别连接柔性三电极钠离子检测传感器、信号处理模块及数据显示模块；其中：

所述三电极钠离子检测传感器以柔性材料为衬底，衬底厚度为40-60微米，在衬底上设置有三电极钠离子检测电路；

所述信号处理模块包括文氏振荡电路和波形整形电路，文氏振荡电路与波形整形电路连接；

所述数据显示模块由单片机及移动终端组成，单片机上搭载有数码管显示电路及蓝牙数据发送电路；单片机内设有数模转换模块。

所述三电极钠离子检测电路由导线、左电极、右电极及中间电极组成，连接方式为：在柔性衬底上依次间隔一段距离平行放置左、中间、右三个电极，中间电极与左电极、右电极通过钠离子溶液分别构成两个电流回路，形成两个等效电阻，等效电阻的电阻值将随钠离子浓度变化，进而使三电极钠离子检测电路产生对应不同钠离子浓度的检测信号，中间电极一端通过导线连接供电模块，左电极、右电极一端相互连接，另一端连接信号处理模块中的文氏振荡电路的输入端；

所述文氏振荡电路将三电极钠离子检测传感器输入的检测信号转换成正弦波信号，然后将正弦波信号传输给波形整形电路的输入端；