地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)及其汞氣檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)及其汞氣檢測(cè)方法。汞氣檢測(cè)系統(tǒng)中的汞氣檢測(cè)裝置包括設(shè)有氣流通道及進(jìn)氣口和出氣口的容器，氣流通道中安裝有汞檢測(cè)傳感器，汞檢測(cè)傳感器包括一微晶玻璃基片，微晶玻璃基片的正面有鉻膜層，鉻膜層上覆蓋有金膜層，金膜層朝向氣流通道，金膜層的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)，金焊盤(pán)和一檢測(cè)電路相連。汞氣檢測(cè)方法為，帶有汞氣的樣品氣體流入汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口，流經(jīng)氣流通道，汞氣被汞檢測(cè)傳感器的金膜層吸收，金膜層的電阻變化信號(hào)輸送給檢測(cè)電路，經(jīng)檢測(cè)電路處理，獲得樣品氣體的汞氣含量值。本發(fā)明不易受到干擾，測(cè)試結(jié)果可靠，測(cè)汞靈敏度高，比現(xiàn)有方法提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要。
【專(zhuān)利說(shuō)明】地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)及其汞氣檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汞檢測(cè)裝置，尤其涉及一種靈敏度高、測(cè)試結(jié)果可靠的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)及其汞氣檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在熱泉、斷裂帶或構(gòu)造帶(破碎帶)，與地震活動(dòng)有關(guān)的深部斷裂帶上都發(fā)現(xiàn)存在有汞氣；地下核爆破及水壓致裂試驗(yàn)表明，巖層瞬時(shí)加壓和持續(xù)加壓的過(guò)程中汞量變化最為明顯、清晰。這些現(xiàn)象都說(shuō)明，汞氣濃度的增高與地震活動(dòng)有關(guān)。
[0003]汞具有很高的蒸氣壓。在深部條件下生成的汞蒸氣，在強(qiáng)大的壓力梯度和熱力梯度作用下，其遷移沿?cái)嗔哑扑閹?、斷層面和開(kāi)啟的巖石孔隙向地表擴(kuò)散。構(gòu)造活動(dòng)伴有應(yīng)力及熱力作用，使圍巖受到強(qiáng)壓、扭和錯(cuò)動(dòng)摩檫，在此過(guò)程中與所接觸的介質(zhì)相互作用。定點(diǎn)或定期測(cè)量各種介質(zhì)中汞量變化可了解構(gòu)造的活動(dòng)性，捕捉地震前兆信息，為地震預(yù)報(bào)提供依據(jù)。
[0004]正是由于汞具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，特別是汞的揮發(fā)性、穿透性及對(duì)溫度、壓力變化的敏感性，決定了汞對(duì)地震反應(yīng)的靈敏性。
[0005]汞量測(cè)量方法目前使用冷原子吸收技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行汞量測(cè)量。汞氣檢測(cè)裝置包括汞燈、單色器、吸收管、石英透鏡和光電倍增管。汞燈產(chǎn)生2537人汞特征光，通過(guò)2537A單色器濾光，再通過(guò)吸收管，在可透過(guò)紫外線(xiàn)的石英透鏡聚焦下，把特征光投射在光電倍增的光敏陰極上，當(dāng)氣態(tài)汞原子在此環(huán)境中對(duì)特征光進(jìn)行吸收時(shí)，射在光敏陰極上的特征光發(fā)生微弱變化，光電倍增管把這一變化進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換成電量輸出，實(shí)現(xiàn)化學(xué)量到電量的轉(zhuǎn)換，完成汞濃度的測(cè)量。其基本原理是:任何一種元素的基態(tài)原子對(duì)同種元素發(fā)射的特征譜線(xiàn)具有選擇吸收特性，即:`汞燈發(fā)射的2537A特征光會(huì)被被測(cè)氣體中的汞原子選擇性吸收，且在一定濃度范圍內(nèi)透射光強(qiáng)度和基態(tài)原子濃度成正比，根據(jù)其吸光度，可以確定被測(cè)樣品的汞濃度。這一關(guān)系服從朗伯-比爾定律。
[0006]但這種汞氣檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，存在以下不足:1.靈敏度較低，測(cè)量汞氣的檢出限為IX 10_ng汞，而地震前兆現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的汞氣濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)檢測(cè)限，因此，不能滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要；2.功耗大、重量和體積都比較大，不適合野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定；3.水蒸汽、煙塵和有機(jī)氣體對(duì)測(cè)定都會(huì)造成干擾；4.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，不利于推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要解決原有汞氣檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法靈敏度較低，測(cè)量汞氣的檢出限為I X 10_ng汞，不能滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要的技術(shù)問(wèn)題；提供一種地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)及其汞氣檢測(cè)方法，其測(cè)汞靈敏度高，比現(xiàn)有方法提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要。
[0008]本發(fā)明同時(shí)解決原有汞氣檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，還易受干擾的技術(shù)問(wèn)題；提供一種地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，不易受到干擾，測(cè)試結(jié)果可
O[0009]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:本發(fā)明的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，包括汞氣檢測(cè)裝置和檢測(cè)電路，汞氣檢測(cè)裝置包括設(shè)有氣流通道及與氣流通道連通的進(jìn)氣口和出氣口的容器，氣流通道中設(shè)有汞檢測(cè)傳感器，所述的汞檢測(cè)傳感器包括一微晶玻璃基片，微晶玻璃基片的正面設(shè)有一層鉻膜層，鉻膜層上覆蓋有一層金膜層，金膜層朝向所述的氣流通道，金膜層的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)，金焊盤(pán)和所述的檢測(cè)電路相連。鉻膜層、金膜層都是很薄的一層薄膜，金焊盤(pán)也很薄，都只有幾百埃，都是在真空鍍膜裝置中用電子束蒸發(fā)源鍍上的。地震前兆現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的氣體(如斷層氣或冷泉、溫泉水中脫出的氣體)中帶有汞氣，帶有汞氣的樣品氣體進(jìn)入汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口，流過(guò)氣流通道，被金膜層的高純金吸收。而當(dāng)純金中摻入雜質(zhì)的時(shí)候，雜質(zhì)原子代替原來(lái)金原子在晶格中的位置，或填入金原子晶格間隙，引起對(duì)電子的附加散射作用，從而產(chǎn)生附加電阻率，表現(xiàn)為電阻增大。在很薄(只有幾百埃)的金膜層表面，吸附樣品氣體中的汞氣以后，金膜層的電阻值就明顯地增高，而且在10_13?10_7量級(jí)汞含量的范圍內(nèi)，金膜層的阻值變化與吸附汞量呈線(xiàn)性關(guān)系，因此，通過(guò)檢測(cè)電路測(cè)量金膜層電阻的變化，就可以測(cè)定樣品氣體中汞氣的含量。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的汞氣多少，可判斷是否會(huì)有地震發(fā)生。本技術(shù)方案測(cè)汞靈敏度高，比現(xiàn)有方法提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到1X10_13克汞，滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要。
[0010]作為優(yōu)選，所述的汞檢測(cè)傳感器的微晶玻璃基片的背面設(shè)有一層鎳鉻膜層，鎳鉻膜層的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)，金焊盤(pán)連接一通電加熱電路。本技術(shù)方案中的鎳鉻膜層及與之相連的金焊盤(pán)，都是一層薄膜，也是在真空鍍膜裝置中用電子束蒸發(fā)源鍍上的，厚度都只有幾百埃。當(dāng)汞檢測(cè)傳感器的金膜層上吸附住的汞到達(dá)飽和時(shí)，接通通電加熱電路，對(duì)鎳鉻膜層進(jìn)行通電加熱，使吸附在金膜層上的汞得以釋放，從而使汞檢測(cè)傳感器的金膜層回到初始狀態(tài)，獲得再生，以便進(jìn)行下一次的汞檢測(cè)。
[0011]作為優(yōu)選，所述的氣流通道中設(shè)有汞參比傳感器，汞參比傳感器和所述的汞檢測(cè)傳感器面對(duì)面安裝在所述的氣流通道的頂面和底面，汞參比傳感器和所述的檢測(cè)電路相連。汞參比傳感器能感受流過(guò)氣流通道的樣品氣體的溫度，并輸出相應(yīng)信號(hào)給檢測(cè)電路，以對(duì)由汞檢測(cè)傳感器獲得的汞含量進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并減少樣品氣體中水蒸汽對(duì)汞測(cè)量結(jié)果的干擾，進(jìn)一步確保汞測(cè)量結(jié)果可靠。
[0012]作為優(yōu)選，所述的汞參比傳感器包括一微晶玻璃基片，微晶玻璃基片的正面設(shè)有一層鉻膜層，鉻膜層上覆蓋有一層金膜層，金膜層的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)，金膜層和金焊盤(pán)上覆蓋有一層一氧化硅薄膜層，金焊盤(pán)和所述的檢測(cè)電路相連。本技術(shù)方案中的鉻膜層、金膜層、金焊盤(pán)和一氧化硅薄膜層，都是很薄的一層薄膜，都只有幾百埃，也是在真空鍍膜裝置中用電子束蒸發(fā)源鍍上的。一氧化硅薄膜層起到隔離作用，使金膜層無(wú)法吸附樣品氣體中的汞氣，但是能感受樣品氣體的溫度變化，這種變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給檢測(cè)電路，以對(duì)由汞檢測(cè)傳感器獲得的汞含量進(jìn)行溫度補(bǔ)償，并減少樣品氣體中水蒸汽對(duì)汞測(cè)量結(jié)果的干擾，進(jìn)一步確保汞測(cè)量結(jié)果的可靠性。
[0013]作為優(yōu)選，所述的檢測(cè)電路包括電阻R1、電阻R2、放大器、單片機(jī)單元和顯示單元，所述的汞檢測(cè)傳感器的一端及所述的汞參比傳感器的一端均和直流電壓V的正極相連，汞檢測(cè)傳感器的另一端和電阻Rl的一端相連，汞參比傳感器的另一端和電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端及電阻R2的另一端均和直流電壓V的負(fù)極相連，電阻Rl與汞檢測(cè)傳感器的并接點(diǎn)及電阻R2與汞參比傳感器的并接點(diǎn)分別和所述的放大器的兩個(gè)輸入端相連，放大器的輸出端和單片機(jī)單元的輸入端相連，單片機(jī)單元的輸出端和所述的顯示單元相連。電阻R1、電阻R2和汞檢測(cè)傳感器、汞參比傳感器組成電橋電路，樣品氣體的溫度變化通過(guò)這個(gè)電橋電路可以得到補(bǔ)償，消除了溫度變化對(duì)汞測(cè)量結(jié)果的影響。放大器為交流放大器，它將汞檢測(cè)傳感器感應(yīng)到的汞氣濃度所產(chǎn)生的微弱信號(hào)加以放大，并送給單片機(jī)單元處理，最后由顯示單元顯示出所測(cè)得的汞含量。
[0014]作為優(yōu)選，所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)包括凈化器、采樣裝置和抽氣泵，凈化器的進(jìn)口接空氣載氣，凈化器的出口和采樣裝置的出口連通并和所述的汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口相連，所述的抽氣泵的進(jìn)口和所述的汞氣檢測(cè)裝置的出氣口相連。凈化器與大氣連通，將空氣載氣中的干擾氣體濾除，輸出載氣，采樣裝置采集地震前兆現(xiàn)場(chǎng)的氣體，精確定量后，在凈化器提供的載氣的推動(dòng)下，樣品氣體被送入汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口，樣品氣體中的汞氣被汞檢測(cè)傳感器吸附，樣品氣體中的其余氣體在抽氣汞的作用下從汞氣檢測(cè)裝置的出氣口排出，并經(jīng)抽氣泵排到環(huán)境中。使樣品氣體能順利流入汞氣檢測(cè)裝置中，并順利從汞氣檢測(cè)裝置中排出，進(jìn)一步提高每次汞測(cè)量結(jié)果的可靠性。
[0015]本發(fā)明的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)的汞氣檢測(cè)方法，包括如下步驟:帶有汞氣的樣品氣體流入所述的汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口，流經(jīng)所述的氣流通道，汞氣被所述的汞檢測(cè)傳感器的金膜層吸收，金膜層電阻增大，金膜層的電阻變化信號(hào)輸送給所述的檢測(cè)電路，經(jīng)檢測(cè)電路處理，最后獲得樣品氣體中汞氣的含量值，樣品氣體中的其余氣體從汞氣檢測(cè)裝置的出氣口排出。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的汞氣多少，可判斷是否會(huì)有地震發(fā)生。本技術(shù)方案測(cè)汞靈敏度高，比現(xiàn)有方法提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到1X10—13克汞，滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要。
[0016]作為優(yōu)選，所述的汞檢測(cè)傳感器的微晶玻璃基片的背面設(shè)有一層鎳鉻膜層，鎳鉻膜層的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)，金焊盤(pán)連接一通電加熱電路；所述的汞氣檢測(cè)方法包括如下步驟:當(dāng)所述的汞檢測(cè)傳感器完成一次汞氣檢測(cè)后，接通所述的通電加熱電路，對(duì)所述的鎳鉻膜層進(jìn)行通電加熱，以釋放被所述的汞檢測(cè)傳感器的金膜層吸收的汞，使汞檢測(cè)傳感器的金膜層回到初始狀態(tài)。使汞檢測(cè)傳感器獲得再生，以便進(jìn)行下一次的汞檢測(cè)。
[0017]作為優(yōu)選，所述的氣流通道中設(shè)有汞參比傳感器，所述的汞檢測(cè)傳感器和汞參比傳感器面對(duì)面安裝在所述的氣流通道的頂面和底面，汞參比傳感器和所述的檢測(cè)電路相連；所述的汞氣檢測(cè)方法包括如下步驟:帶有汞氣的樣品氣體流入所述的汞氣檢測(cè)裝置的進(jìn)氣口，流經(jīng)所述的氣流通道，所述的汞檢測(cè)傳感器的金膜層吸收樣品氣體中的汞氣，金膜層電阻增大，金膜層的電阻變化信號(hào)輸送給所述的檢測(cè)電路，所述的汞參比傳感器不會(huì)吸收樣品氣體中的汞氣，但隨著樣品氣體的溫度變化汞參比傳感器輸出的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，汞參比傳感器輸出的信號(hào)也輸送給所述的檢測(cè)電路，檢測(cè)電路對(duì)接收到的汞檢測(cè)傳感器的金膜層的電阻變化信號(hào)及汞參比傳感器送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)由汞檢測(cè)傳感器的金膜層的電阻值增大而獲得的樣品氣體中汞氣的含量值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，最后獲得消除溫度影響的汞氣含量值。減少干擾，進(jìn)一步確保汞測(cè)量結(jié)果的可靠性。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:汞氣檢測(cè)靈敏度比現(xiàn)有方法提高約兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到
IX10_13克汞，滿(mǎn)足地震監(jiān)測(cè)的需要；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗低，便于攜帶，成本較低，跟現(xiàn)有裝置相t匕，省去了易碎光學(xué)器件，減少了發(fā)生故障的可能性；干擾因素少，具有溫度補(bǔ)償功能，汞氣測(cè)試結(jié)果可靠?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)中汞氣檢測(cè)裝置的一種剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明汞氣檢測(cè)裝置中汞檢測(cè)傳感器的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是本發(fā)明汞氣檢測(cè)裝置中汞參比傳感器的一種側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖5是本發(fā)明地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)中檢測(cè)電路的一種電路連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖中1.氣流通道，2.進(jìn)氣口，3.出氣口，4.容器，5.汞檢測(cè)傳感器，6.汞參比傳感器，7.放大器，8.單片機(jī)單元，9.顯示單元，10.凈化器，11.采樣裝置，12.抽氣泵，13.空氣載氣，14.汞氣檢測(cè)裝置，15.檢測(cè)電路，51.微晶玻璃基片，52.鉻膜層，53.金膜層，54.金焊盤(pán)，55.鎳鉻膜層，56.金焊盤(pán)，61.微晶玻璃基片，62.鉻膜層，63.金膜層，64.金焊盤(pán)，65.—氧化娃薄膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例:本實(shí)施例的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括凈化器10、采樣裝置11、汞氣檢測(cè)裝置14、檢測(cè)電路15和抽氣泵12，凈化器10的進(jìn)口接空氣載氣13，凈化器10的出口和采樣裝置11的出口連通并和汞氣檢測(cè)裝置14的進(jìn)氣口 2相連，抽氣泵12的進(jìn)口和汞氣檢測(cè)裝置14的出氣口 3相連，汞氣檢測(cè)裝置14和檢測(cè)電路15相連。抽氣泵12采用薄膜抽氣泵，空氣載氣13是普通的空氣。
[0027]如圖2所示，汞氣檢測(cè)裝置14包括容器4，容器內(nèi)有水平設(shè)置的呈窄形條狀的氣流通道1，容器4由不吸附汞且耐高溫(280°C )的聚四氟乙烯材料制成，容器的頂面和底面分別有和氣流通道I的左、右端連通的進(jìn)氣口 2和出氣口 3，氣流通道I的頂面和底面分別安裝有汞檢測(cè)傳感器5和汞參比傳感器6，汞檢測(cè)傳感器5和汞參比傳感器6面對(duì)面安裝，中間形成氣流通道。如圖3所示，汞檢測(cè)傳感器5包括一微晶玻璃基片51，微晶玻璃基片51的正面通過(guò)在真空鍍膜裝置中用電子束蒸發(fā)源鍍有一層鉻膜層52，鉻膜層52上再鍍上一層金膜層53,金膜層53朝向氣流通道1，金膜層53的左端和右端再分別鍍有一個(gè)金焊盤(pán)54。微晶玻璃基片51的背面鍍有一層鎳鉻膜層55，鎳鉻膜層55的左端和右端再分別鍍有一個(gè)金焊盤(pán)56，兩個(gè)金焊盤(pán)56和一通電加熱電路相連。如圖4所示，汞參比傳感器6包括一微晶玻璃基片61，微晶玻璃基片61的正面通過(guò)在真空鍍膜裝置中用電子束蒸發(fā)源鍍有一層鉻膜層62,鉻膜層62上再鍍上一層金膜層63,金膜層63的左端和右端再分別鍍有一個(gè)金焊盤(pán)64,最后再鍍一層一氧化娃薄膜層65, —氧化娃薄膜層65覆蓋住金膜層63和兩個(gè)金焊盤(pán)64。
[0028]如圖5所示，檢測(cè)電路15包括電阻R1、電阻R2、放大器7、單片機(jī)單元8和顯示單兀9。鍍?cè)谌R檢測(cè)傳感器5的金膜層53上的一個(gè)金焊盤(pán)54及鍍?cè)谌R參比傳感器6上的一個(gè)金焊盤(pán)64均和直流電壓V的正極相連，鍍?cè)诠瘷z測(cè)傳感器5的金膜層53上的另一個(gè)金焊盤(pán)54和電阻Rl的一端相連,萊參比傳感器6上的另一個(gè)金焊盤(pán)64和電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端及電阻R2的另一端均和直流電壓V的負(fù)極相連，本實(shí)施例中，直流電壓V采用直流12V電壓，上述電阻Rl與汞檢測(cè)傳感器5的金焊盤(pán)54的并接點(diǎn)及電阻R2與汞參比傳感器6的金焊盤(pán)64的并接點(diǎn)再分別和放大器7的兩個(gè)輸入端相連，放大器7的輸出端和單片機(jī)單元8的輸入端相連，單片機(jī)單元8的輸出端和顯示單元9相連，本實(shí)施例中，顯示單元采用液晶顯示屏，能顯示圖形、文字、字母及數(shù)字。
[0029]上述地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)的汞氣檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0030]a.凈化器10與大氣連通，將空氣載氣13中的干擾氣體濾除，輸出載氣，采樣裝置11采集地震前兆現(xiàn)場(chǎng)的氣體，精確定量后，在凈化器10提供的載氣的推動(dòng)下，樣品氣體被送入汞氣檢測(cè)裝置14的進(jìn)氣口 2 ；
[0031]b.帶有汞氣的樣品氣體流入汞氣檢測(cè)裝置14的進(jìn)氣口 2，流經(jīng)氣流通道1，汞檢測(cè)傳感器5的金膜層53吸收樣品氣體中的萊氣,金膜層53電阻增大,其和電阻Rl相連后輸送給放大器7的分壓信號(hào)隨之發(fā)生變化，而汞參比傳感器6由于覆蓋了一層一氧化硅薄膜層65，因此不會(huì)吸收樣品氣體中的汞氣，但能感受樣品氣體的溫度變化，根據(jù)感受到的溫度不同，汞參比傳感器6的金膜層63電阻也會(huì)變化，其和電阻R2相連后輸送給放大器7的分壓信號(hào)也隨之發(fā)生變化，然后經(jīng)放大器處理和放大，再輸送給單片機(jī)單元處理，最后獲得消除溫度影響的汞氣含量值，在液晶顯示屏上進(jìn)行顯示，而樣品氣體中的其余氣體被抽氣泵12從汞氣檢測(cè)裝置14的出氣口 3抽出；
[0032]c.當(dāng)汞氣檢測(cè)裝置14完成一次汞氣檢測(cè)后，接通和汞檢測(cè)傳感器5背面的金焊盤(pán)56相連的通電加熱電路，對(duì)位于汞檢測(cè)傳感器5背面的鎳鉻膜層55進(jìn)行通電加熱，以釋放被汞檢測(cè)傳感器5正面的金膜層53吸收的汞，使汞檢測(cè)傳感器5的金膜層53回到初始狀態(tài)，獲得再生。
【權(quán)利要求】
1.一種地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括汞氣檢測(cè)裝置(14)和檢測(cè)電路(15)，汞氣檢測(cè)裝置(14)包括設(shè)有氣流通道(I)及與氣流通道(I)連通的進(jìn)氣口(2)和出氣口(3)的容器(4)，氣流通道(I)中設(shè)有汞檢測(cè)傳感器(5)，所述的汞檢測(cè)傳感器(5)包括一微晶玻璃基片(51)，微晶玻璃基片(51)的正面設(shè)有一層鉻膜層(52)，鉻膜層(52)上覆蓋有一層金膜層(53)，金膜層(53)朝向所述的氣流通道(1)，金膜層(53)的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)(54)，金焊盤(pán)(54)和所述的檢測(cè)電路(15)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的微晶玻璃基片(51)的背面設(shè)有一層鎳鉻膜層(55),鎳鉻膜層(55)的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)(56),金焊盤(pán)(56)連接一通電加熱電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的氣流通道(I)中設(shè)有汞參比傳感器出)，汞參比傳感器(6)和所述的汞檢測(cè)傳感器(5)面對(duì)面安裝在所述的氣流通道⑴的頂面和底面，汞參比傳感器(6)和所述的檢測(cè)電路(15)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的汞參比傳感器(6)包括一微晶玻璃基片(61)，微晶玻璃基片(61)的正面設(shè)有一層鉻膜層(62)，鉻膜層(62)上覆蓋有一層金膜層(63),金膜層(63)的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)(64),金膜層(63)和金焊盤(pán)(64)上覆蓋有一層一氧化硅薄膜層(65)，金焊盤(pán)(64)和所述的檢測(cè)電路(15)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的 地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測(cè)電路(15)包括電阻R1、電阻R2、放大器(7)、單片機(jī)單元(8)和顯示單元(9)，所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的一端及所述的汞參比傳感器(6)的一端均和直流電壓V的正極相連，汞檢測(cè)傳感器(5)的另一端和電阻Rl的一端相連,萊參比傳感器(6)的另一端和電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端及電阻R2的另一端均和直流電壓V的負(fù)極相連，電阻Rl與汞檢測(cè)傳感器(5)的并接點(diǎn)及電阻R2與汞參比傳感器(6)的并接點(diǎn)分別和所述的放大器(7)的兩個(gè)輸入端相連，放大器(7)的輸出端和單片機(jī)單元(8)的輸入端相連，單片機(jī)單元(8)的輸出端和所述的顯示單元(9)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括凈化器(10)、采樣裝置(11)和抽氣泵(12)，凈化器(10)的進(jìn)口接空氣載氣(13)，凈化器(10)的出口和采樣裝置(11)的出口連通并和所述的汞氣檢測(cè)裝置(14)的進(jìn)氣口(2)相連，所述的抽氣泵(12)的進(jìn)口和所述的汞氣檢測(cè)裝置(14)的出氣口(3)相連。
7.—種如權(quán)利要求1所述的地震前兆現(xiàn)場(chǎng)汞氣檢測(cè)系統(tǒng)的汞氣檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟:帶有汞氣的樣品氣體流入所述的汞氣檢測(cè)裝置(14)的進(jìn)氣口(2)，流經(jīng)所述的氣流通道(I)，汞氣被所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)吸收，金膜層(53)電阻增大，金膜層(53)的電阻變化信號(hào)輸送給所述的檢測(cè)電路(15)，經(jīng)檢測(cè)電路(15)處理，最后獲得樣品氣體中汞氣的含量值，樣品氣體中的其余氣體從汞氣檢測(cè)裝置(14)的出氣口(3)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的汞氣檢測(cè)方法，其特征在于所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的微晶玻璃基片(51)的背面設(shè)有一層鎳鉻膜層(55),鎳鉻膜層(55)的左端和右端各有一個(gè)金焊盤(pán)(56)，金焊盤(pán)(56)連接一通電加熱電路；所述的汞氣檢測(cè)方法包括如下步驟:當(dāng)所述的汞檢測(cè)傳感器(5)完成一次汞氣檢測(cè)后，接通所述的通電加熱電路，對(duì)所述的鎳鉻膜層(55)進(jìn)行通電加熱，以釋放被所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)吸收的汞，使汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)回到初始狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的汞氣檢測(cè)方法，其特征在于所述的氣流通道(I)中設(shè)有汞參比傳感器(6)，所述的汞檢測(cè)傳感器(5)和汞參比傳感器(6)面對(duì)面安裝在所述的氣流通道⑴的頂面和底面，汞參比傳感器(6)和所述的檢測(cè)電路(15)相連；所述的汞氣檢測(cè)方法包括如下步驟:帶有汞氣的樣品氣體流入所述的汞氣檢測(cè)裝置(14)的進(jìn)氣口(2)，流經(jīng)所述的氣流通道(I)，所述的汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)吸收樣品氣體中的汞氣，金膜層(53)電阻增大，金膜層(53)的電阻變化信號(hào)輸送給所述的檢測(cè)電路(15)，所述的汞參比傳感器(6)不會(huì)吸收樣品氣體中的汞氣，但隨著樣品氣體的溫度變化汞參比傳感器(6)輸出的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，萊參比傳感器(6)輸出的信號(hào)也輸送給所述的檢測(cè)電路(15),檢測(cè)電路(15)根據(jù)接收到的汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)的電阻變化信號(hào)及汞參比傳感器(6)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，對(duì)由汞檢測(cè)傳感器(5)的金膜層(53)的電阻值增大而獲得的樣品氣體中汞氣的含量值`進(jìn)行溫度補(bǔ)償，最后獲得消除溫度影響的汞氣含量值。
【文檔編號(hào)】G01N27/12GK103808768SQ201310694577
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】王維平, 王維熙 申請(qǐng)人:杭州超距科技有限公司