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一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗

阅读：1007发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，包括碗本体，所述碗内侧底部设置有三电极，即工作电极、参比电极和辅助电极；所述碗体内侧设置有温度传感器和加热装置，所述加热装置给所述检测液体进行加热，使其保持一定的检测温度。所述碗本体内设置夹层，夹层中设置有基于溶出伏安法的检测电路、电源模块。所述智能碗，结构简单、便于携带，操作快速且安全，检测时间短、精度高，不需要专业培训，检测方便快捷，能对液态食品进行快速的检测，适合家庭使用。，下面是一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，其特征在于：包括碗本体，所述碗体内侧底部设置有三电极，即工作电极、辅助电极和参比电极；所述碗体内侧设置有温度传感器和加热装置，所述碗本体内设置夹层，夹层中设置有基于溶出伏安法的检测电路、电源模块、无线传输模块，所述检测电路与三电极连接；所述碗本体的外侧设置有触摸显示屏。

2.根据权利要求1所述的一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，其特征在于：所述检测电路包括单片机MCU、恒电位电路、低通滤波电路、偏移电路、A/D转换器、DMA通道、D/A转换器、第一运算放大模块、第二运算放大模块；

所述辅助电极与所述单片机MCU的输入端之间设有采集支路，所述工作电极与所述单片机MCU的输出端之间设有工作支路，所述参比电极连接一个所述恒电位电路，并经过该恒电位电路与所述工作电极形成电化学回路；所述的采集支路由所述低通滤波电路、所述偏移电路、所述A/D转换器和所述DMA通道依次连接而成；所述的工作支路由所述D/A转换器、所述第一运算放大模块连接而成；与所述参比电极连接的所述恒电位电路的输出端连接有所述第二运算放大模块，所述第二运算放大模块的输出端与所述第一运算放大模块的输入端相连，从而形成电化学回路。

3.根据权利要求1所述的一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，其特征在于：所述加热装置给检测的液体进行加热，使得检测液保持一定的检测温度。

4.根据权利要求1所述的一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，其特征在于：所述无线传输模块，用于检测数据发送至智能终端，显示离子的分析数据。

5.根据权利要求1所述的一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，其特征在于：所述触摸显示屏，用于显示检测样品中重金属离子的种类和污染程度。

说明书全文

一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗

技术领域

[0001] 本发明涉及食品中重金属的测定，具体涉及一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗。

背景技术

[0002] 随着我国经济的发展，人民生活水平迅速提高，而与此同时，以高投入、高资源消费为代价的经济增长也导致了各种环境污染问题的不断加剧。工业废水未经处理直接排放、空气污染、污水灌溉及化肥的不合理使用等，导致大量有毒有害重金属进入环境，成为严重威胁到土壤生态环境和农产品安全的重大问题。

[0003] 常见的重金属主要有铅、锌、锡、钴、锑、汞等。重金属对人体的伤害常见的有：铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一但进入人体很难排除；直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等。锌：过量时会得锌热病。锡：与铅是古代巨毒药“鸩”中的重要成分，入腹后凝固成块，使人至死。钴：能对皮肤有放射性损伤。锑：与砷能使银手饰变成砖红色，对皮肤有放射性损伤。汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑视力神经破坏极大；天然水每升水中含0.01毫克，就会强烈中毒。含有微量的汞饮用水，长期食用会引起蓄积性中毒。镉：导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。如果误食含有重金属的食品将对人体产生很大的毒副作用，因此，检测食品中是否含有重金属，是关系到食品安全，生存质量的关键问题。

[0004] 目前用于痕量重金属检测的方法主要有原子吸收、原子荧光等光谱分析方法，电感耦合等离子体质谱法以及紫外-可见光分光光度法等。这些方法所需要的仪器本身耗资昂贵，运行费用高,需要具备熟练的操作经验和足够的工作空间，在实现大范围的检测时比较费时、费力；有的不能进行多组分析或多元素分析；有的会因元素、光谱等干扰而无法测定，更不能达到现场检测的目的。

[0005] 电化学分析法是根据物质在溶液中和电极上的电化学性质为基础建立起来的一种分析方法。电化学分析法应用于检测重金属主要包括溶出伏安法、极谱法、电位分析法、电导分析法等，是当今分析和检测领域的一种极其重要的技术手段。溶出伏安法是一种十分灵敏的痕量分析方法，灵敏度高，分辨率好，可以同时测定多种金属，不受浑浊、色度等影响，易于实现现场、快速、实时、在线、连续和自动化检测，符合目前的发展方向，该方法应用于环境应急监测、自来水检测、食品、制药、医院废水监测等方面。现有的基于溶出伏安法的痕量重金属离子浓度检测装置存在体积庞大、仪器昂贵、运行费用高、检测步骤繁琐和不便携带等缺点。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，基于溶出伏安法检测重金属离子浓度。

[0007] 本发明提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，包括碗本体，所述碗内侧底部设置有三电极，即工作电极、参比电极和辅助电极；所述碗体内侧设置有温度传感器和加热装置，给所述检测液体进行加热，保持一定的检测温度。所述碗本体内设置夹层，夹层中设置有基于溶出伏安法的检测电路、电源模块；基于溶出伏安法的检测电路包括单片机MCU，辅助电极与单片机MCU的输入端之间设有采集支路，工作电极与单片机MCU的输出端之间设有工作支路，参比电极连接一个恒电位电路，并经过该恒电位电路与工作电极形成电化学回路；所述的采集支路由低通滤波电路、偏移电路、A/D转换器和DMA通道依次连接而成；所述的工作支路由D/A转换器、第一运算放大模块连接而成；与参比电极连接的恒电位电路的输出端连接有第二运算放大模块，第二运算放大模块的输出端与第一运算放大模块的输入端相连，从而形成电化学回路。所述电源模块为所述智能碗提供所需要的电能。所述碗体夹层中还设置有无线传输模块，用于将处理后的数据发送至智能终端，显示离子的具体分析数据。所述碗本体的外侧设置有触摸显示屏，用于显示重金属离子的种类和污染程度。

[0008] 本发明的有益效果在于：本发明提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，结构简单、便于携带。操作快速且安全，检测时间短、精度高，不需要专业培训，检测方便快捷，能对液态食品进行快速的检测，适合家庭使用。

附图说明

[0009] 图1是本发明检测原理示意图。

具体实施方式

[0010] 为了使本发明的目的、技术方案更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0011] 本发明提供一种检测液态食品中重金属离子浓度的智能碗，包括碗本体，所述碗内侧底部设置有三电极，即工作电极、参比电极和辅助电极。

[0012] 所述碗体内侧设置有温度传感器和加热装置，所述加热装置给检测的液体进行加热，使得检测液保持一定的检测温度。

[0013] 所述碗本体内设置夹层，夹层中设置有基于溶出伏安法的检测电路，所述检测电路与三电极连接。

[0014] 所述三电极中工作电极采用玻碳电极，参比电极为甘汞电极，辅助电极为铂电极。所述检测电路包括单片机MCU、恒电位电路、低通滤波电路、偏移电路、A/D转换器、DMA通道、D/A转换器、第一运算放大模块、第二运算放大模块。如图1所示，所述辅助电极与所述单片机MCU的输入端之间设有采集支路，所述工作电极与所述单片机MCU的输出端之间设有工作支路，所述参比电极连接一个所述恒电位电路，并经过该恒电位电路与所述工作电极形成电化学回路；所述的采集支路由所述低通滤波电路、所述偏移电路、所述A/D转换器和所述DMA通道依次连接而成；所述的工作支路由所述D/A转换器、所述第一运算放大模块连接而成；与所述参比电极连接的所述恒电位电路的输出端连接有所述第二运算放大模块，所述第二运算放大模块的输出端与所述第一运算放大模块的输入端相连，从而形成电化学回路。

[0015] 所述碗体夹层中还设置有无线传输模块，用于将处理后的数据发送至智能终端，显示离子的具体分析数据。所述碗本体的外侧设置有触摸显示屏，用于显示重金属离子的种类和污染程度。

[0016] 使用所述智能碗时，将所需检测的液态食品倒入所述智能碗中，所述温度传感器检测所述液态食品的温度，在温度低于设定温度时(一般检测温度为25℃)，所述加热装置对所述液态食品进行加热；当温度恒定，所述三电极开始工作，所述三电极采集的微弱的电信号进行滤波、偏移、A/D转换，最终将数字量信号送入单片机MCU进行程序处理。利用能斯特方程在25℃时，所述能斯特方程可以简化为进行计算。所述碗体外侧的显示屏将所检测到的重金属离子的种类和污染程度显示出来，随着重金属的溶出，根据峰值电位计算出其浓度，判断是否超标，之后利用无线传输模块将处理后的数据发送至智能终端，显示离子的具体分析数据。该智能碗将常见的铜、铬、镉、锌、铅作为检测对象。

[0017] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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