水中重金屬含量檢測儀的製作方法

2023-06-27 09:41:01 3

專利名稱：水中重金屬含量檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機電類，特別涉及一種水中重金屬含量檢測儀。
背景技術：
傳統的重金屬檢測方法多採用化學儀器檢測。如利用電感耦合等離子體原子發射光譜(ICP - AES)、電感耦合等離子體質譜儀(ICP - MS)、流動注射原子吸收光譜(FI — AAS)或電化學方法等，檢測儀器昂貴，檢測步驟繁瑣，檢測成本偏高，難以適應環境及市場產品的現場抽查、生產企業自查及產品進出口快速通關的要求。重金屬鉻汙染是危害較大的水汙染問題之一。例如鉻的化合物常以溶液、粉塵或蒸汽的形式汙染環境，危害人體健康，可通過消化道、呼吸道、皮膚和黏膜侵入人體。鉻對人體的毒害為全身性的，對皮膚熟膜的刺激作用，引起皮炎、溼疹，氣管炎和鼻炎，引起變態反應並有致癌作用，如六價鉻化合物可以誘發肺癌和鼻咽癌，對人的致死量為5克。目前的快速檢測鉻含量的方式是使用試劑，待反應結束後觀察溶液顏色，將其與比色卡進行比較以確鉻的含量，這種檢測方式受檢測的主觀影響會產生人為誤差。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種水中重金屬含量檢測儀，解決了採用化學儀器檢測存在的儀器昂貴，檢測步驟繁瑣，檢測成本偏高，不適應環境及市場產品的現場抽查、生產企業自查及產品進出口快速通關的要求，以及目前的快速檢測重金屬含量的方式存在的誤差較大等問題。本實用新型的上述目的通過以下技術方案實現水中重金屬含量檢測儀，包括ARM處理器7、存儲模塊8、IXD顯示模塊1、按鍵模塊5及檢測模塊12，其中，存儲器模塊8由ROM只讀存儲器9和SDRAM同步動態隨機存儲器 10組成，該存儲器模塊8的數據總線和地址總線分別與ARM處理器7的數據總線和地址總線相連，並通過ARM處理器7的nCAROM引腳為ROM只讀存儲器9的片選信號，nSCSO引腳為SDRAM同步動態隨機存儲器10的片選信號；LCD 顯示模塊 1 的 VD7:0、VFRAME、VCLK、VLINE、VM、EL ON 及 DISP ON 引腳分別與 ARM 處理器 7 的 VD7:0、VFRAME, VCLK, VLINE, VM、EL ON 及 DISP ON 引腳相連；按鍵模塊5包括4個按鍵，各按鍵的一端分別接地，另一端分別接ARM處理器7的 GPCl, GPC2，GPC3及GPG2引腳；主要進行開始、列印、顯示、清除等功能的輸入；信號檢測模塊12包括密封於儀器內部的光源15、測試瓶2及光電傳感器13，該光源15與測試瓶2位置相對應，該光電傳感器13的輸出引腳與ARM處理器7的TIMER5引腳相連。工作的時候先將測試瓶2取出，放入被測溶液和試劑，之後再將測試瓶2放入儀器內部，此時，測試瓶2的蓋與儀器緊密接觸，保證了光源15、測試瓶2、光電傳感器13不受外界光的幹擾。所述的水中重金屬含量檢測儀還包括列印模塊11，該列印模塊11由串行口晶片14和微型印表機6組成，該微型印表機6通過串行口晶片14與ARM處理器7連接，該串行口晶片14與ARM處理器7的通用串行口引腳相連。所述的光電傳感器13為TSC3200D傳感器。本實用新型水中重金屬含量檢測儀在實際使用時，將測試使用的試劑放入待測溶液中，適當搖動以使試劑充分溶解於待測溶液中。將準備好的待測溶液方式測試瓶2中，使用已知光源15對測試瓶2進行照射，利用光電傳感器13檢測透射光。為避免環境光對測試結果的影響，提高測試準確度，須將光源15、測試瓶2、光電傳感器13統一進行密封處理。 光電傳感器13輸出的頻率信號送入CPU — ARM處理器7中，ARM處理器7通過檢測頻率信號確定待測溶液中生金屬的含量。檢測結果由LCD顯示模塊1顯示，必要時可外接微型印表機6列印輸出，作為永久保存。按鍵模塊5主要包括開始、列印、顯示、清除等功能的輸入。本實用新型水中重金屬含量檢測儀由電池供電，檢測儀總開關控制電池的接通，電池通過接口進行充電。本實用新型的有益效果在於採用光電傳感器檢測溶液顏色，避免了人為的主觀誤差，並實現快速、便攜、準確的測量。具有操作簡單、快速、反映靈敏、精度較高、價格低廉、 試劑容易保存的特點。能夠及時檢測出水中重金屬的含量，對於保護環境具有非常重要的意義。而且更換相應試劑還可以檢測水中相應元素含量。

圖1為本實用新型的電路示意圖；圖2為本實用新型的信號檢測模塊示意圖；圖3為本實用新型的傳感器模塊示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的詳細內容及其具體實施方式
。參見圖1至圖3，本實用新型的水中重金屬含量檢測儀，主要包括ARM處理器7、存儲模塊8、LCD顯示模塊1、按鍵模塊5及檢測模塊12，其中，存儲器模塊8由ROM只讀存儲器9和SDRAM同步動態隨機存儲器10組成，該存儲器模塊8的數據總線和地址總線分別與 ARM處理器7的數據總線和地址總線相連，並通過ARM處理器7的nCAROM引腳為ROM只讀存儲器9的片選信號，nSCSO引腳為SDRAM同步動態隨機存儲器10的片選信號；LCD 顯示模塊 1 的 VD7:0、VFRAME、VCLK、VLINE、VM、EL ON 及 DISP ON 引腳分別與 ARM 處理器 7 的 VD7:0、VFRAME, VCLK, VLINE, VM、EL ON 及 DISP ON 引腳相連；按鍵模塊5包括4個按鍵，各按鍵的一端分別接地，另一端分別接ARM處理器7的 GPCl, GPC2，GPC3及GPG2引腳；主要進行開始、列印、顯示、清除等功能的輸入；信號檢測模塊12包括密封於儀器內部的光源15、測試瓶2及光電傳感器13，該光源15與測試瓶2位置相對應，該光電傳感器13的輸出引腳與ARM處理器7的TIMER5引腳相連。工作的時候先將測試瓶2取出，放入被測溶液和試劑，之後再將測試瓶2放入儀器內部，此時，測試瓶2的蓋與儀器緊密接觸，保證了光源15、測試瓶2、光電傳感器13不受外界光的幹擾。所述的水中重金屬含量檢測儀還包括列印模塊11，該列印模塊11由串行口晶片14和微型印表機6組成，該微型印表機6通過串行口晶片14與ARM處理器7連接，該串行口晶片14與ARM處理器7的通用串行口引腳相連。所述的光電傳感器13為TSC3200D傳感器。光電傳感器13的SO、Sl引與上拉電阻相連，即輸出尺度為100% ;S2、S3與GND相連，即選擇「紅色」傳感器，因為此種顏色最有利於試液顏色檢測，可以非常清楚的分辨出加了試劑之後的試液顏色值。51接GND，即一直有效；VDD接3. 3V，以便適應ARM的I/O接口電平(高電平為3. 3V)，防止損壞ARM晶片。光電檢測傳感器的輸出引腳與ARM處理器7的TIMER5引腳相連。由ARM處理器 7的TIMER5引腳檢測光電傳感器的輸出頻率，從而計算出溶液的顏按鍵模塊5共設計了 4個按鍵，它們的一端分別接地，另一端分別接ARM處理器7 的GPC1，GPC2，GPC3及GPG2引腳；將這四個ARM引腳的功能設置成「輸入方式」，並且使能 50ΚΩ上拉電阻。LCD顯示屏為SPI接線方式，連接在ARM處理器7的GPE3、GPE4、GPE 6、GPE 7、 KEYIN3等通用接口，以實現對顯示屏的控制。微型印表機接口方式為通用的232通訊協議，使用ARM處理器7的T)(D1、RXDl弓丨腳與之相連，傳送要列印的數據。本實用新型水中重金屬含量檢測儀在實際使用時，將測試使用的試劑放入待測溶液中，適當搖動以使試劑充分溶解於待測溶液中。將準備好的待測溶液方式測試瓶2中，使用已知光源15對測試瓶2進行照射，利用光電傳感器13檢測透射光。為避免環境光對測試結果的影響，提高測試準確度，須將光源15、測試瓶2、光電傳感器13統一進行密封處理。 光電傳感器13輸出的頻率信號送入CPU — ARM處理器7中，ARM處理器7通過檢測頻率信號確定待測溶液中生金屬的含量。檢測結果由LCD顯示模塊1顯示，必要時可外接微型印表機6列印輸出，作為永久保存。按鍵模塊5主要包括開始、列印、顯示、清除等功能的輸入。本實用新型水中重金屬含量檢測儀由電池供電，檢測儀總開關控制電池的接通，電池通過接口進行充電。
權利要求1.一種水中重金屬含量檢測儀，其特徵在於包括ARM處理器(7)、存儲模塊(8)、IXD 顯示模塊(1)、按鍵模塊(5 )及檢測模塊(12 )，其中，存儲器模塊(8 )由ROM只讀存儲器(9 ) 和SDRAM同步動態隨機存儲器(10)組成，該存儲器模塊(8)的數據總線和地址總線分別與 ARM處理器(7)的數據總線和地址總線相連，且ARM處理器(7)的nCAROM引腳為ROM只讀存儲器(9)的片選信號引腳，nSCSO引腳為SDRAM同步動態隨機存儲器(10)的片選信號引腳；LCD 顯示模塊(1)的 VD7:0、VFRAME、VCLK、VLINE、VM、EL ON 及 DISP ON 引腳分別與 ARM 處理器(7)的 VD7:0、VFRAME、VCLK、VLINE、VM、EL ON 及 DISP ON 引腳相連；按鍵模塊(5)包括4個按鍵，各按鍵的一端分別接地，另一端分別接ARM處理器(7)的 GPCl，GPC2, GPC3 及 GPG2 引腳；信號檢測模塊(12)包括密封於儀器內部的光源(15)、測試瓶(2)及光電傳感器(13)， 該光源(15)與測試瓶(2)位置相對應，該光電傳感器(13)的輸出引腳與ARM處理器(7)的 TIMER5引腳相連。
2.根據權利要求1所述的水中重金屬含量檢測儀，其特徵在於所述的水中重金屬含量檢測儀包括列印模塊(11)，該列印模塊(11)由串行口晶片(14)和微型印表機(6)組成， 該微型印表機(6)通過串行口晶片(14)與ARM處理器(7)連接，該串行口晶片(14)與ARM 處理器(7)的通用串行口引腳相連。
3.根據權利要求1所述的水中重金屬含量檢測儀，其特徵在於所述的光電傳感器 (13)為 TSC3200D 傳感器。
專利摘要本實用新型涉及一種水中重金屬含量檢測儀，屬於機電類。包括ARM處理器、存儲模塊、LCD顯示模塊、按鍵模塊及檢測模塊，其中，存儲器模塊由ROM只讀存儲器和SDRAM同步動態隨機存儲器組成；LCD顯示模塊與ARM處理器相連；按鍵模塊包括4個按鍵，各按鍵的一端分別接地，另一端分別接ARM處理器；信號檢測模塊包括密封於儀器內部的光源、測試瓶及光電傳感器，該光電傳感器的輸出引腳與ARM處理器的TIMER5引腳相連。優點在於操作簡單、快速、反映靈敏、精度較高、價格低廉、試劑容易保存。能夠及時檢測出水中重金屬的含量，對於保護環境具有非常重要的意義。而且更換相應試劑還可以檢測水中其他元素含量。
文檔編號G01N21/78GK202101943SQ20112013990
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月5日 優先權日2011年5月5日
發明者呂洪武, 宋宇, 武偉, 郭昕剛, 魯茂 申請人:長春工業大學