CV 提取: DIGISIM

本 Workflow 用于处理 DIGSIM 软件导出的原始文本格式（.txt）CV 数据。通过自动识别测试参数，将连续的测试曲线拆分为独立的循环，并根据扫描方向（正向/负向）对数据进行精确对齐和配对，最终导出为结构化的 Excel 表格。

本 Workflow 是所有后续 CV 分析流程的数据基础。

操作步骤

选择输入文件夹：在文件选择器中选择存放电化学工作站导出的 .txt 原始数据文件的文件夹。
自动处理完成后，输出文件夹将在界面中显示，可直接点击打开。
同时会自动绘制各扫速下最后一圈 CV 曲线的叠加图，用于快速预览数据质量。

数据格式说明

数据的开头应该类似这样：

source program: DIGISIM WINDOWS
program version: 3.05
file type: CV

experimental parameters:
Estart (V): 0.430
Eswitch (V): 0.530
Eend (V): 0.430
v (V/s): 1.000e-002
temperature (K): 298.2
Ru (Ohms): 0
Cdl (F): 0
cycles: 3

experimental CV curve:
number of E(V), I(A) couples: 600
0.430, -8.770e-005
0.431, -8.125e-005
0.432, -7.841e-005

科学原理与处理逻辑

CV 扫描分段原理

循环伏安法通过在工作电极上施加三角波电位扫描来表征电化学行为。一个完整的循环（Cycle）通常包含两个扫描段（Segment）：

正向扫描（Forward Scan）：电位向正方向增加，对应氧化反应。
负向扫描（Reverse Scan）：电位向负方向减小，对应还原反应。

循环拆分

通过检测电位序列的极值点（Turning Points）来识别扫描方向的切换。当电位 $E_i$ 满足以下条件时，该点被判定为转折点：

E_i \approx E_{\text{high}} \;\text{或}\; E_i \approx E_{\text{low}}, \quad (E_i - E_{i-1}) \cdot (E_{i+1} - E_i) \leq 0

端点补全（Endpoint Completion）：由于硬件采样频率限制，实际记录的最后一个数据点可能未完全到达设定的 $E_{\text{high}}$ 或 $E_{\text{low}}$ 。系统将自动进行数学插值补全，确保每个扫描段都位于严格定义的电位窗口 $[E_{\text{low}},\, E_{\text{high}}]$ 内，从而消除后续积分计算因窗口不一致导致的系统误差。

数据对齐与闭合

为保证曲线的连续性，系统实现了跨扫描对齐：

确保前一个扫描段的终点与后一个扫描段的起点在物理空间上重合。
在完整循环（Full Cycles）模式下，强制数据以最低电位起始并闭合，以便直接用于绘图或积分计算。

输出文件结构

输出的 Excel 文件（每个原始 .txt 文件对应一个 .xlsx 文件）包含三个页签（Sheet）：

Metadata（元数据）

记录该样品的原始测试条件，包括：

参数	含义	单位
`init_e`	初始电位	V
`high_e` / `low_e`	电位窗口上/下限	V
`scan_rate`	扫描速率	V/s
`sample_interval`	采样间隔	V

Full_Cycles（完整循环）

将数据按完整圈数排列，每一圈包含完整的正扫和负扫。用于绘制多圈重叠的 CV 曲线，观察循环稳定性。

Scans_Split（分段扫描）

将正向扫描与负向扫描彻底分离，格式为 C{n}_forward 和 C{n}_reverse。该页签是后续 CV: 计算库伦效率、CV/赝电容分析: 取中点电流值分别计算正负扫、CV/Cdl 等分析流程的核心输入数据。

常见问题

科学计数法：系统可自动识别 1.0e-03 等科学计数法格式的电流值。
不完整循环：若某次循环未完成（仅包含单向扫描），系统将保留该段数据并标记，不影响其余循环的正常处理。

CV 提取: 辰华仪器 CV: 计算库伦效率