[发明专利]基于可调不连续平行电极板的溶液均匀性检测装置及方法

权利要求书

1.基于可调不连续平行电极板的溶液均匀性检测装置，主要由电流传感器、基座组件、检测槽体组件和步进电机驱动器组成，其特征在于：所述的基座组件包括基座、步进电机、从动齿轮、主动齿轮、螺纹连接杆和可调支架；进步电机的底座固定在电机支座上，电机支座固定在基座上；所述的进步电机由步进电机驱动器驱动，步进电机驱动器与外置控制器连接；所述的主动齿轮固定在步进电机的输出轴上，并与从动齿轮啮合；从动齿轮固定在螺纹连接杆底端；螺纹连接杆通过轴承支承在基座上，螺纹连接杆的顶端穿过基座；所述的螺纹连接杆竖直设置；基座的四个角位置处均开设有竖直凹槽，竖直凹槽的侧壁开设有过孔；每个竖直凹槽与一个可调支架构成滑动副；检测槽体组件的检测槽体外壳底面与所有可调支架均固定；可调支架开设有沿竖直方向等距排布的多个定位孔，可调支架的其中一个定位孔与竖直凹槽的过孔通过螺钉连接；四个可调支架等高设置；

所述的检测槽体组件包括检测槽体外壳、上极板、极间材料和支撑板组件；所述检测槽体外壳的顶部和底部均开放设置，且检测槽体外壳侧壁靠近顶部位置开设有通液孔；多块上极板沿水平方向等距排布，上极板与检测槽体外壳的顶部通过螺钉连接；上极板的底面低于检测槽体外壳的顶面设置；上极板顶面固定有接线柱；每相邻两块上极板之间均固定设有一块极间材料；极间材料采用橡胶；所述的支撑板组件包括传动支撑板和下极板；传动支撑板与检测槽体外壳的内腔侧壁构成滑动副；下极板与传动支撑板顶面固定；固定在下极板底面的接线柱穿过传动支撑板开设的通孔；传动支撑板底面固定有内螺纹套筒和四个导向套筒；内螺纹套筒与螺纹连接杆构成螺旋副；四个导向套筒与竖直固定在基座上的四根导向柱分别构成滑动副；每块上极板均与直流脉冲电源、下极板以及一个电流传感器串联形成一个回路；其中，上极板的接线柱和下极板的接线柱接入串联回路中；

所述检测槽体外壳的一个侧壁开设有容纳槽，容纳槽与检测槽体外壳的内腔不连通；加热板置于检测槽体外壳的容纳槽内，并由外置控制器控制流过加热板的电流；其中一块极间材料开设有竖直设置的安装孔，温度传感器由安装孔插入检测槽体外壳的内腔，检测溶液温度，并将温度数据传输给外置控制器；外置控制器将接收的温度数据与设定温度比较，反馈调节加热板的电流从而控制电热板温度；

该基于可调不连续平行电极板的溶液均匀性检测装置的均匀性检测方法步骤如下：

步骤一、将该基于可调不连续平行电极板的溶液均匀性检测装置放置在水平试验台上，基座组件和电流传感器的底部直接与水平试验台接触；然后将待测溶液通过通液孔注入检测槽体外壳内；外置控制器根据温度传感器传来的温度数据控制流过加热板的电流，反馈调节检测槽体外壳内溶液的温度；

步骤二、首先，通过公式(1)计算支撑板组件所需上升的高度h：

其中，H为初始位置时下极板与上极板之间的距离，V为待测溶液体积，A为下极板的面积；

然后，通过公式(2)计算步进电机所需转动的圈数n：

其中，p为螺纹连接杆的螺距，螺纹连接杆上的螺纹为单线螺纹；

步骤三、外置控制器控制步进电机驱动器驱动步进电机转动n圈，带动主动齿轮、从动齿轮和螺纹连接杆转动，螺纹连接杆带动支撑板组件从初始位置竖直上升高度h；然后，四个电流传感器检测四个上极板上流过的电流大小，并将电流数据传给外置控制器；外置控制器进行溶液均匀性评估，并存储均匀性评估指标；

所述的均匀性评估指标为标准偏差S：

其中，m为电流传感器个数，I_i为第i个电流传感器检测到的电流大小，为所有电流传感器检测到的电流均值；

根据标准偏差S来评定溶液均匀性等级如下：

若0＜S≤5.6，评定溶液均匀性等级为一级；

若5.6＜S≤12.5，评定溶液均匀性等级为二级；

若12.5＜S≤16.5，评定溶液均匀性等级为三级；

若16.5＜S≤23.8，评定溶液均匀性等级为四级；

若23.8＜S，评定溶液均匀性等级为五级。

2.根据权利要求1所述基于可调不连续平行电极板的溶液均匀性检测装置，其特征在于：所述的基座采用铝合金材料。