一种便携式电化学检测方法及其设备与流程

本发明涉及电化学检测，特别是涉及一种便携式电化学检测方法及其设备。

背景技术：

1、电化学检测技术凭借其高灵敏度、快速响应和操作便捷等优势，已广泛应用于环境监测、食品安全、临床诊断和生物传感等领域。传统的电化学检测通常依赖大型台式恒电位仪，如chi系列电化学工作站，此类设备虽然性能稳定、功能全面，但体积庞大、需要外部供电，且操作需由专业人员在实验室环境中完成，难以满足现场实时检测和资源有限场景下的分析需求。

2、随着微电子技术和嵌入式系统的发展，便携式电化学检测设备能够以较低成本实现多种伏安法检测。然而，现有便携式电化学检测设备在软硬件协同适配方面仍存在明显不足。目前典型的便携式电化学检测系统的工作模式为：在控制端中预置测量功能选项列表，用户通过交互界面手动选择所需的测量方法并设置参数，控制端再根据用户选择控制测量端执行测量并采集数据。

3、这种模式下，控制端预先假设测量端具备某些功能，而无法主动获知测量端实际支持的能力，用户在选择测量方法和设置参数时，当测量端固件版本不同、连接的电极类型不匹配，或接入的是不同规格的测量端时，控制端仍会呈现预设的全部功能选项，导致用户可能选择当前测量端不支持的方法或超出硬件能力的参数，不仅增加了无效操作的概率，降低了检测效率，还易造成指令下发失败、测量无效甚至硬件损坏。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种便携式电化学检测方法及其设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式电化学检测方法，包括以下步骤：

3、s1，提供便携式电化学检测设备，所述检测设备包括控制端和测量端，所述控制端与所述测量端之间通信连接；

4、s2，所述控制端获取所述测量端的能力信息，并根据所述能力信息，配置与测量端的测量能力匹配的操作界面，所述控制端通过操作界面接收用户选择的目标测量项目，根据所述目标测量项目控制测量端执行电化学测量；

5、s3，所述测量端向待测体系施加激励信号并采集响应信号，将测量数据回传至所述控制端；

6、s4，所述控制端输出检测结果。

7、优选的，所述步骤s2中，所述控制端根据所述目标测量项目控制测量端执行电化学测量之前，还包括：

8、控制端根据接收到的所述目标测量信息，对用户输入的测量参数进行合法性校验，若参数超出测量端支持的范围则提示用户修改，禁止向测量端下发超出能力的指令。

9、优选的，所述合法性校验包括参数间关联性校验：‌

10、控制端读取目标测量功能对应的参数关联规则，所述参数关联规则包括：起始电位小于终止电位、扫描周期与采样间隔的商不小于最小采样点数、交流阻抗频率范围跨度不超过测量端支持的最大倍频程；

11、当用户输入的多个参数之间不满足所述关联规则时，判定校验不通过，并在交互界面提示参数冲突的具体项及建议修正方向。

12、优选的，所述合法性校验还包括电极适配性校验与环境条件校验：‌

13、控制端根据所述能力信息中当前接入电极的类型及参数，判断用户选定的测量功能及参数是否与电极兼容，若电极类型与测量功能不匹配，则校验不通过；

14、控制端读取测量端环境传感器信息，获取温度、湿度或电池电量信息，若环境温度超出电极校准温度范围或电池电量低于预设阈值，则校验不通过并提示原因。

15、优选的，所述步骤s2中，所述控制端配置与测量端的测量能力匹配的操作界面之后，还包括能力变化响应步骤：

16、所述控制端在检测设备运行期间，按照预设策略向测量端重新获取能力信息；

17、当重新获取的能力信息与上次获取的能力信息存在差异时，所述控制端根据变化后的能力信息更新操作界面。

18、优选的，所述控制端在检测设备运行期间向测量端重新获取能力信息，具体包括以下至少一种触发机制：

19、所述控制端按照预设时间间隔向测量端发送能力查询指令；或所述控制端在检测到预设触发事件时向测量端重新获取能力信息。

20、优选的，所述控制端在检测到预设触发事件时，所述预设触发事件包括以下至少之一：所述测量端的温度状态超出预设工作范围、所述测量端的供电状态变化至低于预设阈值、或所述控制端检测到测量端的电极接口发生电气状态变化。

21、优选的，所述控制端在检测设备运行期间向测量端重新获取能力信息，具体包括：

22、所述控制端向所述测量端发送能力查询指令，所述能力查询指令携带查询标识；

23、所述控制端接收所述测量端响应于所述能力查询指令返回的当前能力信息，并将返回的能力信息与本地存储的历史能力信息进行比对，以判定能力信息是否发生变化。

24、优选的，所述控制端将返回的能力信息与本地存储的历史能力信息进行比对，具体包括：

25、所述控制端提取返回的能力信息中的能力标识集合，与本地存储的历史能力标识集合进行差异比对；

26、当所述能力标识集合与历史能力标识集合一致且各能力标识对应的参数范围未发生变化时，判定所述测量端的能力信息未发生变化；

27、当所述能力标识集合中存在新增的能力标识时，判定所述测量端增加了新的测量能力；当所述能力标识集合中存在缺失的能力标识时，判定所述测量端的测量能力范围缩减；当所述能力标识集合未发生变化但对应的参数范围发生变化时，判定所述测量端的能力参数发生变更。

28、一种便携式电化学检测设备，包括：

29、壳体，所述壳体内设置有供电模块；

30、电极接口，所述电极接口设置于所述壳体上，用于接入电极或电化学传感器；

31、测量模块，所述测量模块设置于壳体内，与所述电极接口连接，用于向待测体系施加电化学测量信号并采集响应信号，所述测量模块为可更换的独立模块，不同测量模块具有不同的能力信息；

32、控制模块，所述控制模块设置于壳体内，与所述电化学测量模块通信连接，用于控制测量流程、接收测量数据并进行本地处理；

33、人机交互模块，所述人机交互模块设置于所述壳体上，与所述控制端连接，用于接收用户输入的工作模式选择指令和测量参数，并显示测量数据和设备状态；

34、当所述测量模块被更换后，所述控制模块向更换后的测量模块重新获取能力信息，并根据重新获取的能力信息更新所述操作界面。

35、本发明的技术效果和优点：

36、（1）本发明通过控制端主动获取测量端的能力信息，实现硬件告诉软件能做什么，软件再开放什么的方法，便于能力发现与界面动态配置，用户可操作的参数输入域被限定，无法输入超出范围的数值，防止用户选择设备不支持的功能或输入设备无法执行的参数，同一软件兼容多种硬件，提高设备的可扩展性；

37、（2）本发明控制端逐一比对用户设定的所有参数与能力信息中的参数范围，进行参数范围校验，控制端预设每种测量方法对应的关联规则库，校验起始电位小于终止电位、扫描周期与采样间隔的商不小于最小采样点数、交流阻抗频率范围跨度不超过最大倍频程等，将隐含的仪器物理限制和电化学测量原理显式化为用户可理解的引导信息，降低对操作人员专业知识要求，同时进行电极适配性校验和环境条件校验，提高测量数据的准确性和设备运行的可靠性；

38、（3）本发明通过控制端按预设时间间隔自动向测量端发送能力查询指令，确保即使事件触发机制意外失效也能在有限时间内发现能力变化，同时通过监听温度状态超出预设工作范围、供电状态变化至低于预设阈值、电极接口发生电气状态变化等预设触发事件，提供更实时、更节能的响应方式，控制端将返回的能力信息与本地存储的历史能力信息进行差异比对，执行增量式界面刷新，降低界面重构开销，保证交互操作的流畅性和连续性，提高检测方法的稳定性。