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专利号: 2021102380556
申请人: 浙江农林大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,采用用于检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的装置,所述装置包括计算机(1)、电化学工作站(2)、多路数据选择器(3)和检测机构,所述检测机构包括底座(4),所述底座(4)上设有液体容器(5)、第一检测组件和第二检测组件,所述第一检测组件包括位于液体容器(5)上方的横梁(6)以及用于驱动横梁(6)升降的第一升降器(7),所述横梁(6)下表面可拆卸连接有对电极(8)、参比电极(9),所述第二检测组件包括位于液体容器(5)上方的导轨(10)、可沿导轨(10)滑动的滑块(11)、用于驱动导轨(10)升降的第二升降器(12)以及用于驱动滑块(11)滑动的驱动模块(16),所述滑块(11)位于导轨(10)前侧,所述滑块(11)下表面可拆卸连接有第一工作电极(13)、第二工作电极(14)和第三工作电极(15),所述第一工作电极(13)为铜片电极,所述第二工作电极(14)为泡沫镍电极,所述第三工作电极(15)为铜膜电极,所述多路数据选择器(3)的三个输入端分别与第一工作电极(13)、第二工作电极(14)、第三工作电极(15)电连接,所述电化学工作站(2)分别与多路数据选择器(3)的输出端、对电极(8)、参比电极(9)电连接,所述计算机(1)分别与电化学工作站(2)、第一升降器(7)、第二升降器(12)、驱动模块(16)、多路数据选择器(3)的控制端电连接,其特征在于,包括以下步骤:S1:将待测混合溶液注入液体容器,将对电极、参比电极插入待测混合溶液,将第一工作电极插入待测混合溶液,第二工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触,多路数据选择器将第一工作电极与电化学工作站连通,电化学工作站通过第一工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试,检测得到电流变化曲线I1(t),t为时间,将电流变化曲线I1(t)输入计算机,计算机计算出对应特征值y1;

S2:将第二工作电极插入待测混合溶液,第一工作电极、第三工作电极不与待测混合溶液接触,多路数据选择器将第二工作电极与电化学工作站连通,电化学工作站通过第二工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试,检测得到电流变化曲线I2(t),将电流变化曲线I2(t)输入计算机,计算机计算出对应特征值y2;

S3:将第三工作电极插入待测混合溶液,第一工作电极、第二工作电极不与待测混合溶液接触,多路数据选择器将第三工作电极与电化学工作站连通,电化学工作站通过第三工作电极、对电极、参比电极对待测混合溶液采用设定的扫描速率F进行一次CV测试,检测得到电流变化曲线I3(t),将电流变化曲线I3(t)输入计算机,计算机计算出对应特征值y3;

S4:将特征值y1、特征值y2、特征值y3代入浓度检测模型:

其中,A1、A2、A3、B1、B2、B3、D1、D2、D3、E1、E2、E3都为已知系数;X1为混合溶液中葡萄糖浓度,X2为混合溶液中果糖浓度,X3为混合溶液中蔗糖浓度;

计算得到混合溶液中的葡萄糖浓度X1、果糖浓度X2、蔗糖浓度X3;所述计算机接收到电流变化曲线Im(t)后计算出对应特征值ym的方法,m=1~3,包括以下步骤:N1:计算得到电流电压比函数 V(t)为CV测试中的电压变化曲线;

N2:将电流电压比函数s(t)输入非线性动力学模型:

其中,x为动态参数,H、Q为调整实参数,η(t)为承载激励信号,P为承载激励信号的强度,in(t)为输入信号,M为s(t)的强度, 为输入信号的频率分量,f为频率,为初始角度,K为频率分量系数,n(t)是内部干扰信号,N为n(t)的强度,C(x)为承载系统,a、b为实参数;

承载激励信号η(t)的强度P从0开始增加时,动态参数x的动量处于上升状态,但是由于非线性动力学模型阻尼的影响,其运动状态处于受限状态,随着P的增加,当且仅当P=Pr时,动态参数x的运动状态从低能态向高能态跃迁,得到非线性动力学模型输出信号特征值该输出信号特征值CSD即为特征值ym。

2.根据权利要求1所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述横梁(6)与导轨(10)相互平行。

3.根据权利要求2所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述第一工作电极(13)、第二工作电极(14)和第三工作电极(15)从左至右排列成一条直线。

4.根据权利要求1或2或3所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述液体容器(5)内设有液位传感器(17),所述液位传感器(17)与计算机(1)电连接。

5.根据权利要求1或2或3所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述对电极(8)为铂电极,所述参比电极(9)为Ag/AgCl电极。

6.根据权利要求1所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述采用设定的扫描速率F进行一次CV测试包括以下步骤:采用设定的扫描速率F从‑2.5V开始扫描到+2.5V,再从+2.5V扫描到‑2.5V,完成一次CV测试。

7.根据权利要求1所述的检测葡萄糖、果糖、蔗糖混合溶液浓度的方法,其特征在于,所述工作电极与待测混合溶液的接触面始终是一个0.5cm*0.5cm的正方形。