本發(fā)明涉及地質(zhì)勘測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于地質(zhì)工程領(lǐng)域的地質(zhì)勘測(cè)器。

背景技術(shù)：

地質(zhì)勘測(cè)是通過(guò)各種方法和手段對(duì)地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)。在進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)的過(guò)程中，會(huì)遇到許多無(wú)法未知的山洞或深谷。在不明確山洞內(nèi)氣體環(huán)境情況下，給勘測(cè)工作者帶來(lái)潛在的危險(xiǎn)。然而目前采用的地質(zhì)勘測(cè)器無(wú)法對(duì)這些山洞或者深谷內(nèi)的氣體環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)。因此，亟需一種能夠?qū)ι鲜霏h(huán)境中的氣體進(jìn)行檢測(cè)又便于攜帶的地質(zhì)勘測(cè)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服相關(guān)技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)和弊端，本發(fā)明提供一種用于地質(zhì)工程領(lǐng)域的地質(zhì)勘測(cè)器，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種用于地質(zhì)工程領(lǐng)域的地質(zhì)勘測(cè)器；包括勘測(cè)器主體，勘測(cè)器本體的頂部設(shè)置有用于顯示勘測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的可翻轉(zhuǎn)的觸控顯示led屏，勘測(cè)器本體的頂部還設(shè)置有用于存放觸控顯示led屏的led屏放置槽，該led屏放置槽的大小形狀與觸控顯示led屏相匹配；勘測(cè)器本體的頂部還設(shè)置有吊環(huán)；勘測(cè)器本體的頂部還設(shè)置有操作按鈕；勘測(cè)器本體的前部設(shè)置有地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口，該地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口上安裝有氣敏傳感裝置；與地質(zhì)勘探探頭接口相對(duì)的后端位置設(shè)置有無(wú)線傳輸模塊，且勘測(cè)器本體的側(cè)壁上布設(shè)有收納槽，收納槽的下方設(shè)置有電池容納盒，收納槽的一端設(shè)置有樣品歸納槽，勘測(cè)器本體的前后兩端設(shè)置有降溫設(shè)備，每個(gè)降溫設(shè)備分別位于靠近無(wú)線傳輸模塊和地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口的位置；勘測(cè)器本體的下方設(shè)置有操作手柄連接端口，該操作手柄連接端口可用于連接操作手柄；該勘測(cè)器本體的內(nèi)部還設(shè)置有控制電板，該控制電板上設(shè)置有中央處理器、數(shù)據(jù)分析模塊、藍(lán)牙共享模塊和中央處理器模塊。

本發(fā)明的有益效果：結(jié)構(gòu)設(shè)置合理使用方便，通過(guò)在勘測(cè)器本體的前部設(shè)置的地質(zhì)勘探探側(cè)頭接口能連接多種傳感器或者射線探頭，不僅能夠進(jìn)行常規(guī)的地質(zhì)元素含量的檢測(cè)，而且通過(guò)吊環(huán)將勘測(cè)器本體進(jìn)行收放，還能對(duì)未知的地理深處位置進(jìn)行環(huán)境氣體的探測(cè)，保障了地質(zhì)勘測(cè)工作人員的安全。

由于本發(fā)明的地質(zhì)勘測(cè)器中接有的硫化氫氣體傳感器采用基于摻雜zno氣敏薄膜作為敏感材料，制作過(guò)程中采用溶膠-凝膠的方式制成了摻雜型的氣敏薄膜，且還加入了納米鐵離子，制得fe/cu(cr1-xmgx)o2/zno型氣敏傳感器，大幅度的增強(qiáng)了該地質(zhì)勘測(cè)器的精準(zhǔn)度和檢測(cè)性能。

本發(fā)明的地質(zhì)勘測(cè)器連接方式簡(jiǎn)便，對(duì)硫化氫氣體具有很好的靈敏度、響應(yīng)時(shí)間短，對(duì)于低濃度的硫化氫氣體亦能迅速反應(yīng)，除了進(jìn)行地質(zhì)勘探使用外，還能夠用于工業(yè)生產(chǎn)中硫化氫氣體泄漏的檢測(cè)，在常溫條件下，也能應(yīng)用于環(huán)境中硫化氫氣體泄漏的檢測(cè)，因此，本發(fā)明具有良好的檢測(cè)和預(yù)防作用。具有很高的商業(yè)運(yùn)用價(jià)值和良好的推廣應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

此此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中所示的勘測(cè)器本體內(nèi)部設(shè)置的控制電板結(jié)構(gòu)連接示意圖。

其中：1-觸控顯示led屏，2-勘測(cè)器本體，3-收納槽，4-電池容納盒，5-無(wú)線傳輸模塊，6-操作手柄連接端口，7-樣品歸納槽，8-降溫設(shè)備，9-地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口，10-氣敏傳感裝置，11-操作按鈕，30-中央處理器模塊，31-數(shù)據(jù)分析模塊，33-電源模塊，34-采集模塊，51-藍(lán)牙共享模塊51。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，一種用于地質(zhì)工程領(lǐng)域的地質(zhì)勘測(cè)器，包括勘測(cè)器本體2，勘測(cè)器本體2的頂部設(shè)置有用于顯示勘測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果的可翻轉(zhuǎn)的觸控顯示led屏1，勘測(cè)器本體2的頂部還設(shè)置有用于存放觸控顯示led屏1的led屏放置槽，該led屏放置槽的大小形狀與觸控顯示led屏1相匹配，led屏放置槽位于勘測(cè)器本體2的上蓋上，上蓋可打開(kāi)取放物件；勘測(cè)器本體2的頂部還設(shè)置有操作按鈕11；勘測(cè)器本體2的前部設(shè)置有地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口9，該地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口9可用于接收安裝各種探測(cè)頭和傳感器，在本實(shí)施例中，地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口9上安裝有氣敏傳感裝置10，該氣敏傳感裝置10為硫化氫氣體傳感器；與地質(zhì)勘探探頭接口9相對(duì)的后端位置設(shè)置有無(wú)線傳輸模塊5，且勘測(cè)器本體2的側(cè)壁上布設(shè)有收納槽3，該收納槽可收納包括地質(zhì)錘等常用地質(zhì)勘測(cè)的工具，收納槽3的下方設(shè)置有電池容納盒4，收納槽3的一端設(shè)置有樣品歸納槽7，勘測(cè)器本體2的前后兩端設(shè)置有降溫設(shè)備8，每個(gè)降溫設(shè)備8分別位于靠近無(wú)線傳輸模塊5和地質(zhì)勘探探測(cè)頭接口9的位置；勘測(cè)器本體2的下方設(shè)置有操作手柄連接端口6，該操作手柄連接端口6可用于連接操作手柄，通過(guò)連接操作手柄后，勘測(cè)器可手持，便于使用?？睖y(cè)器本體頂部還設(shè)置有吊環(huán)，該吊環(huán)可使繩或鋼線穿過(guò)，便于深井探測(cè)或遠(yuǎn)距離檢測(cè)。

此外，該勘測(cè)器本體2的內(nèi)部還設(shè)置有控制電板，該控制電板上設(shè)置有中央處理器30、數(shù)據(jù)分析模塊31、藍(lán)牙共享模塊51和中央處理器模塊30。觸控顯示led屏1分別于數(shù)據(jù)分析模塊31和中央處理器模塊30連接，數(shù)據(jù)分析模塊31與中央處理器模塊30連接，無(wú)線傳輸模塊5分別于藍(lán)牙共享模塊51和中央處理器模塊30連接，氣敏模塊10分別于中央處理器模塊30、電源模塊33和采集模塊34電性連接。采集模塊34采集環(huán)境氣體中被檢測(cè)氣體并傳輸至氣敏傳感裝置10，氣敏傳感裝置10產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，該檢測(cè)信號(hào)通過(guò)中央處理器模塊30處理后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析模塊31處理后顯示于觸控顯示led屏1上。

微處理器1為rabbitsemiconductor20-668-0011型號(hào)的處理器。在別的一些實(shí)施方式中，也可以采用8086微處理器。

在本實(shí)施例中，硫化氫氣體傳感器為電阻控制型氣體傳感器，所述硫化氫氣體傳感器為電阻控制型氣體傳感器，采用摻雜zno氣敏薄膜作為敏感材料；摻雜zno氣敏薄膜應(yīng)用溶膠-凝膠方法制備，摻雜zno氣敏薄膜中摻雜有cu(cr1-xmgx)o2和納米鐵粒子；所述納米鐵粒子粒徑為1～4μm。

硫化氫傳感器制備過(guò)程如下：所述硫化氫傳感器的制備方法如下：

s1.采用硅單晶基片作為實(shí)驗(yàn)基片，先將硅單晶基片放入熱水浸泡沖刷，放入20％的鉻酸溶液中浸泡24小時(shí)，用自來(lái)水沖洗干凈后，使用超純水沖洗，然后至于150℃烘箱中干燥；

s2.在硅單晶基片上印制測(cè)量電極，au叉指電極作為測(cè)量電極，硅單晶基片上使用絲網(wǎng)印刷方法印制au電極漿料，經(jīng)干燥燒結(jié)后得到電極基片，將電極基片置于熱水中浸泡60min，后純水洗滌1min；

s3.采用提拉浸漬法鍍氣敏薄膜，將上述電極基片浸漬于含有納米鐵離子的混合溶液中，10～20s后緩慢提拉取出，提拉速度設(shè)定為0.1cm/min，之后置于120℃的干燥箱中干燥10min，冷卻至室溫后重復(fù)鍍膜5次；將鍍膜后的電極基片迅速轉(zhuǎn)移至真空烘箱中，300kpa、200～250℃保溫6～7h即可。

進(jìn)一步地，所述納米鐵離子混合溶液的制備方法如下：第一、hoch2ch2och3溶劑中溶解以下物質(zhì)：cu(ch3coo)2.h2o、c4h6mgo4.4h2o和cr(no3)3.9h2o，制成第一溶液；

第二、無(wú)水乙醇中溶解sncl2.2h2o，并于室溫條件下置于磁力攪拌器上攪拌1h，制得第二溶液；

第三、第二溶液中倒入第一溶液，50～65℃、攪拌速率800r/min于磁力攪拌器上攪拌6～9h，制得第三溶液，置于通風(fēng)櫥中將第三溶液冷卻到室溫，按照10:1的體積比將丙三醇加入第三溶液中，制得第四溶液；

第四、稱(chēng)取購(gòu)買(mǎi)的納米鐵粒子，依次經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗20min，然后將第四溶液放入70℃水浴中，在不斷攪拌下將納米鐵離子加入，完成后繼續(xù)水浴保溫30min，即可得到納米鐵離子混合溶液。

在另外一個(gè)實(shí)施例中，納米鐵離子混合溶液通過(guò)以下方法制得：

第一、hoch2ch2och3溶劑溶解以下物質(zhì)制得第一溶液：cu(ch3coo)2.h2o13.0g、c4h6mgo4.4h2o10.0g和cr(no3)3.9h2o10.0g；

第二、100ml無(wú)水乙醇中溶解10.0gsncl2.2h2o溶解于，室溫下置于磁力攪拌器上攪拌1h，獲得第二溶液；

第三、將第一溶液倒入第二溶液中，置于磁力攪拌器上，50～65℃、攪拌速率800r/min，加熱攪拌6～9h，獲得第三溶液；

第四、攪拌結(jié)束后將第三溶液置于通風(fēng)櫥中使其冷卻置室溫，于第三溶液中按照10:1的體積比加入丙三醇，制得第四溶液，

第五、稱(chēng)取購(gòu)買(mǎi)的納米鐵粒子，經(jīng)過(guò)丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗20min，然后將溶液d放入70℃水浴中，在不斷攪拌下將納米鐵離子加入，完成后繼續(xù)水浴保溫30min，即可得到納米鐵離子混合溶液。

此外，所述摻雜zno氣敏薄膜的厚度為10～20nm。所述納米鐵粒子粒徑為2～2.5μm

將本發(fā)明所述的地質(zhì)勘測(cè)器應(yīng)用于硫化氫氣體環(huán)境中進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如下。

一、靈敏度s，是指其對(duì)被測(cè)氣體的敏感程度，若被測(cè)氣體為還原性氣體，包括so2、h2s、nh3、ch4等，靈敏度一般定義為在正?？諝庵械碾娮枧c在一定濃度檢測(cè)氣體中的穩(wěn)態(tài)電阻之比，s＝ra/rg；若被測(cè)氣體為氧化性氣體，包括o2、o3、cl4、f2等，則靈敏度一般定義為在一定濃度檢測(cè)氣體中的穩(wěn)態(tài)電阻與在正?？諝庵械碾娮柚?，s＝rg/ra。

經(jīng)過(guò)測(cè)試，該地質(zhì)勘測(cè)器在25±5℃條件下，對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的硫化氫氣體的靈敏度分別為320、420和512；在50±5℃條件下，對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的硫化氫氣體的靈敏度分別為280、312和405；在80±10℃條件下，對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的硫化氫氣體的靈敏度分別為200、300和350。在一定的溫度范圍內(nèi)，該地質(zhì)勘測(cè)器對(duì)硫化氫氣體具有良好的靈敏度。此外，該在線檢測(cè)裝置不僅對(duì)硫化氫這種還原性氣體有很好的的檢出效果，還對(duì)nh3、ch4敏感。數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果如下：該地質(zhì)勘測(cè)器在25±5℃條件下，對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的氨氣的靈敏度分別為300、370和525。對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的甲烷的靈敏度分別為350、550和650。

二、響應(yīng)時(shí)間，把從地質(zhì)勘測(cè)器接觸一定濃度的被測(cè)氣體開(kāi)始到其阻值達(dá)到該濃度下穩(wěn)定阻值所需的時(shí)間，定義為響應(yīng)時(shí)間。它代表了地質(zhì)勘測(cè)器對(duì)被測(cè)氣體的響應(yīng)速度；恢復(fù)時(shí)間，原則上把從地質(zhì)勘測(cè)器脫離被測(cè)氣體開(kāi)始，到其阻值恢復(fù)到正?？諝庵凶柚邓璧臅r(shí)間，定義為恢復(fù)時(shí)間。它代表了地質(zhì)勘測(cè)器對(duì)被測(cè)氣體的脫附速度；經(jīng)過(guò)測(cè)試，在室溫條件下，地質(zhì)勘測(cè)器對(duì)50ppm硫化氫氣體的響應(yīng)時(shí)間為20s，通入空氣后的恢復(fù)時(shí)間為10s；對(duì)100ppm硫化氫氣體的響應(yīng)時(shí)間為15s，通入空氣后的恢復(fù)時(shí)間為20s；對(duì)200ppm硫化氫氣體的響應(yīng)時(shí)間為10s，通入空氣后的恢復(fù)時(shí)間為30s。經(jīng)過(guò)1000～1500次的實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)誤差率小于8％，說(shuō)明該地質(zhì)勘測(cè)器性能穩(wěn)定，且對(duì)硫化氫氣體具有良好的感應(yīng)和恢復(fù)能力。

為了測(cè)試該在線檢測(cè)裝置除了對(duì)還原性氣體具有檢出效果，我們還對(duì)氧化性氣體進(jìn)行了檢出實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：該地質(zhì)勘測(cè)器在25±2℃條件下，對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的臭氧的靈敏度分別為275、300和425。對(duì)50ppm、100ppm、150ppm的cl4的靈敏度分別為300、423和645。

本發(fā)明的地質(zhì)勘測(cè)器通過(guò)對(duì)氣敏薄膜的二元摻雜，在25±5℃具有較高的靈敏度，響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間較短，抗老化能力強(qiáng)，具有一定的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。經(jīng)過(guò)測(cè)試的結(jié)果表明，地質(zhì)勘測(cè)器除了感測(cè)還原性氣體以外，還能感測(cè)氧化性氣體，具有多重感測(cè)作用。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。