一种便携式地质勘查用气体检测装置的制作方法

本发明属于地质勘查，尤其涉及一种便携式地质勘查用气体检测装置。

背景技术：

1、地质勘查还包括各种比例尺的区域地质调查、海洋地质调查、地热调查与地热田勘探、地震地质调查和环境地质调查等。地质勘查必须以地质观察研究为基础，根据任务要求，本着以较短的时间和较少的工作量，获得较多、较好地质成果的原则，选用必要的技术手段或方法，如测绘、地球物理勘探、地球化学探矿、钻探、坑探、采样测试、地质遥感等等。这些方法或手段的使用或施工过程，也属于地质勘查的范围。狭义地说，在中国实际地质工作中，还把地质勘查工作划分为5个阶段，即区域地质调查、普查、详查、勘探和开发勘探；然而，现有便携式地质勘查用气体检测装置不能准确检测地质气体成分及浓度；同时，不能准确对地质有害气体进行预报。

2、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

3、(1)现有便携式地质勘查用气体检测装置不能准确检测地质气体成分及浓度。

4、(2)不能准确对地质有害气体进行预报。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种便携式地质勘查用气体检测装置。

2、本发明是这样实现的，一种便携式地质勘查用气体检测装置包括：

3、气体采集模块、气体成分检测模块、主控模块、定位模块、预报模块、安全性评估模块、云存储模块、显示模块；

4、气体采集模块，与气体成分检测模块连接，用于采集地质勘查环境气体；

5、气体成分检测模块，与气体采集模块、主控模块连接，用于对地质勘查环境气体成分进行检测；

6、主控模块，与气体成分检测模块、定位模块、预报模块、安全性评估模块、云存储模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；

7、定位模块，与主控模块连接，用于对地质勘查环境位置进行定位；

8、预报模块，与主控模块连接，用于对地质勘查环境有害气体进行预报；

9、安全性评估模块，与主控模块连接，用于对地质勘查环境气体安全性进行评估；

10、云存储模块，与主控模块连接，用于通过云服务器对地质勘查环境气体检测数据进行云存储；

11、显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示气体成分检测结果、预报信息、安全性评估结果。

12、进一步，所述气体成分检测模块检测方法如下：

13、(1)配置采集设备参数，通过测试设备测试采集设备是否正常工作；布置多通道地质气体采集设备，在每一通道中设置一种单一地质气体传感器；

14、(2)在多通道地质气体采集设备中通入污染地质气体，由各通道的单一地质气体传感器确定所述污染地质气体的成分种类，并获得每一成分种类地质气体浓度对应的电信号；

15、(3)对上述电信号进行分析，结合事先标定的探测灵敏度确定所述每一成分种类地质气体浓度；

16、(4)对于每一成分种类地质气体，根据其地质气体浓度结合地质气体湍流扩散模型，获得污染源对所述地质气体的释放速度，然后输出包括所有成分种类、每一成分种类的地质气体浓度和释放速度的检测结果。

17、进一步，所述通过如下步骤标定探测灵敏度：

18、将不含污染地质气体的洁净空气通入所述多通道地质气体采集设备的某一通道，稳定后分别采集所述通道内单一地质气体传感器输出端主电极、辅助电极初始电压v01、v02；

19、控制与所述单一地质气体传感器匹配、预设浓度c的标准地质气体通入所述通道，稳定后分别采集所述通道内单一地质气体传感器输出端主电极、辅助电极当前电压v11、v12；

20、根据所述初始电压v01、v02和当前电压v11、v12，结合所述标准地质气体的浓度c，以及预设修正系数n，获得所述污染地质气体浓度检测装置对于该标准地质气体成分的探测灵敏度s。

21、进一步，所述污染地质气体浓度检测装置对于该标准地质气体成分的探测灵敏度s通过如下公式计算

22、s＝[(v11-v01)-n×(v12-v02)]/c。

23、进一步，所述标定探测灵敏度时，采用与实际测试温度、湿度和电磁参数相同的环境。

24、进一步，所述通过如下步骤确定所述每一成分种类地质气体浓度：

25、获取多通道地质气体采集设备各通道单一地质气体传感器输出的电信号；

26、对所述电信号分别进行信号调理，获得各通道单一地质气体传感器主电极有效电压v1；

27、根据所述主电极有效电压v1，结合该标准地质气体成分对应的探测灵敏度s，确定该成分种类地质气体的浓度c'。

28、进一步，所述成分种类地质气体的浓度c'通过如下公式计算

29、

30、所述信号调理包括滤波、放大、ad转换。

31、进一步，所述地质气体湍流扩散模型为

32、

33、式中，q表示污染源对某一成分种类的地质气体释放速度，d标志单一地质气体传感器与污染源的距离，k表示地质气体扩散系数，vx表示风速v在单一地质气体传感器与污染源连线上的分量。

34、进一步，所述通过如下步骤获得污染源对所述每一成分种类的地质气体释放速度：

35、获取多通道地质气体采集设备中各单一地质气体传感器位置坐标(x,y,z)和污染源位置坐标(x0,y0,z0)，进而通过如下公式获取各单一地质气体传感器与污染源的距离d

36、

37、获取当前风速v，进而通过如下公式获得风速在各单一地质气体传感器与污染源连线上的分量vx；

38、vx＝vcosα

39、式中，α表示风速与所述单一地质气体传感器与污染源连线的夹角；

40、将所述d、所述vx带入地质气体湍流扩散模型，获得污染源对所述每一成分种类的地质气体释放速度。

41、进一步，所述预报模块预报方法如下：

42、1)配置地壳探测设备参数，通过地壳探测设备检测地壳内的岩体，并记录地壳内岩体的完整性；若得到的地壳内岩体完整性为完整，按照无有害气体生储理论进行地质素描；若得到的地壳内岩体完整性为破碎，则准备进行地壳地震波法地质预报的数据采集，并直接进行地质素描和按照有有害气体生储理论进行地质素描；

43、2)在无有害气体生储理论进行地质素描后；在直接进行地质素描和按照有有害气体生储理论进行地质素描后，进行地壳地震波法地质预报的数据采集，并得到采集数据；

44、3)对岩体中的有害气体进行检测，并得到有害气体检测结果；

45、具体检测步骤包括：

46、持续检测有害气体成分，并记录各有害气体成分的变化；

47、持续检测有害气体浓度，并记录各有害气体浓度的变化趋势；

48、检测有害气体压力，并记录各有害气体压力的变化趋势；

49、结合检测记录，进行有害气体的预测分析；

50、4)根据采集到的数据和有害气体检测结果进行有害气体预报，并得到预报结果；根据预报结果进行有害气体的防护。

51、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

52、本发明通过气体成分检测模块可以准确的检测地质气体成分及浓度；同时，通过预报模块根据地质素描的情况，有效的进行有害气体的检测和预报，有效的增强对非煤系地壳有害气体预测的准确度，能够更加有效的完成对有害气体的预测。