CN218036541U - 一种野外探矿用水体电导率测试仪 - Google Patents

Abstract

一种野外探矿用水体电导率测试仪，包括电导率电极、数据采集模块、主控模块、电源模块；电源模块为数据采集模块、主控模块提供工作电源，数据采集模块采集放大电导率电极输出的电流信号并转换为相应电压信号，主控模块将数据采集模块输出的电压信号处理转换为被测水体的电导率，并予以显示，从而实现对被测量水体的电导率测量；该水体电导率测试仪采用模块化结构，具有采购成本低、模块集成化程度高的特点，在使用过程中，当水体电导率测试仪出现故障时，只需判断、更换相应故障模块即可修复，因此维修非常简单、方便；同时各模块采购成本低、模块集成化程度高的特点，还极大降低了水体电导率测试仪的使用成本，提高了野外探矿的便携性。

Description

一种野外探矿用水体电导率测试仪

技术领域

本实用新型涉及野外探矿现场水体电导率测试用仪器技术领域，具体涉及一种野外探矿用水体电导率测试仪。

背景技术

随着对矿产资源需求的增加和地表出露矿的日益减少，探寻深部以及运积层覆盖下的隐伏盲矿的价值便显得日益重要，其中土壤离子电导率测量在基层覆盖区寻找隐伏矿床效果较好，其基本垂直于矿体上方电导率异常清晰，能较好的直观的反应矿体赋存位置，因此电导率测试仪在探矿作业中应用越来越广；但在探矿作业中现场环境非常恶劣，导致水体电导率测试仪在探矿作业中非常容易发生故障，且因现有水体电导率测试仪价格高昂、体积较大、维修不便等原因，限制了水体电导率测试仪在实际探矿作业中的普及应用。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种野外探矿用水体电导率测试仪，包括电导率电极、数据采集模块、主控模块、电源模块；电源模块为数据采集模块、主控模块提供工作电源，数据采集模块采集、放大电导率电极输出的电流信号并转换为相应电压信号，主控模块将数据采集模块输出的电压信号处理转换为被测水体的电导率，并予以显示，从而实现对被测量水体的电导率测量。

为了实现所述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：一种野外探矿用水体电导率测试仪，包括：电导率电极、数据采集模块、主控模块、电源模块；其中电源模块为数据采集模块、主控模块提供工作电源；其中电导率电极用于检测水体电导率、输出相应电流信号；其中数据采集模块用于采集、放大电导率电极输出电流信号，转换为相应电压信号；其中主控模块用于将数据采集模块输出的电压信号处理转换为被测水体的电导率并予以显示，从而实现对被测量水体的电导率测量；

数据采集模块包括数据采集板；主控模块包括主控板、显示屏、按键板；电源模块包括电池、电源板；主控板与数据采集板、显示屏、按键板电性连接；电源板与主控板、数据采集板电性连接，电源板与电池连接；数据采集板设置有BNC接头、耳机插孔，其通过BNC接头连接电导率电极，通过耳机插孔连接有温度传感器；

其中，电导率电极、电池无法自制，直接采购市售成品模块；数据采集模块、主控模块、电源板可以自行开发，也可直接采购市售成品；相对来说，主控模块开发难度相对较高，通常直接采用市售成品的单片机开发板，利用其配套的丰富的外设及开发例程，可极大缩短野外探矿用水体电导率测试仪的开发时间。

进一步的，主控板包括单片机、模数转换芯片、蓝牙通信芯片、FLASH存储芯片、USB通信芯片，单片机与模数转换单元、蓝牙通信单元、FLASH存储芯片、USB通信芯片电性连接；主控板通过模数转换芯片与数据采集板电性连接；单片机为主控板的核心，其控制周边外设的正常工作；模数转换芯片负责将数据采集模块输出的模拟电压信号转换为数字信号；蓝牙通信芯片用于野外探矿用水体电导率测试仪与其他设备（如智能手机）的无线通信连接；USB通信芯片用于野外探矿用水体电导率测试仪与其他设备（如智能手机）的有线通信连接；FLASH存储芯片用于存储主控板的运行程序。

进一步的，数据采集板包括电源转换单元、激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元；激励信号发生器、激励信号放大单元电性连接；信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元依次电性连接；激励信号放大单元与信号放大单元之间通过外接的电导率电极电性连接；电源转换单元输出正、负伏电源，分别与激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元电性连接；电源转换单元与电源板电性连接；电源转换单元将电源板输入的电源转换为+/-5V电源，+/-5V电源为激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元提供正常工作所需的双电源；激励信号发生器产生电导率电极正常工作所需的交流激励电压，防止电导率电极长期在直流状态工作时出现的电导率电极钝化问题，激励信号放大单元将激励信号发生器产生的交流激励电压进行放大，以提高其带载能力；电导率电极设置在被检测的水体中，电导率电极在交流激励电压作用下，在其两个电极间会产生交流电流，交流电流的大小与被检测水中电解质浓度成特定的曲线关系，据此即可计算出被检测的水体的电导率；因电导率电极产生的交流电流信号非常微小，无法通过常规的采样电路进行采样，因此需通过信号放大单元将交流电流信号放大转换为交流电压信号，再经信号整流单元转换为直流电压信号，最后直流电压信号经信号滤波单元滤波后输出，即得到被检测水体的电导率模拟直流电压输出信号，此直流模拟电压信号经主控板采样计算，即可得到被检测水样的电导率。

进一步的，主控板、数据采集板、显示屏、按键板、电池、电源板固定设置在塑胶壳体中，通过排线插接连接；当主控板、数据采集板、显示屏、按键板、电池或电源板出现故障时，拔下其连接的排线即可方便地进行更换，故障板卡因其采购成本极其低廉，通常情况下无需再进行维修，因此极大降低了故障维修难度；另外现有板卡采用了高集成度的芯片，因此其体积小巧，使水体电导率测试仪的体积大幅缩小，提高了野外探矿的便携性。

进一步的，电池为可充电锂电池；电源板上设有USB口，通过USB口外接充电电源。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型公开的一种野外探矿用水体电导率测试仪，包括电导率电极、数据采集模块、主控模块、电源模块；电源模块为数据采集模块、主控模块提供工作电源，数据采集模块采集、放大电导率电极输出的电流信号并转换为相应电压信号，主控模块将数据采集模块输出的电压信号处理转换为被测水体的电导率，并予以显示，从而实现对被测量水体的电导率测量；该水体电导率测试仪采用模块化结构，具有采购成本低、模块集成化程度高的特点，在使用过程中，当水体电导率测试仪出现故障时，只需判断、更换相应故障模块即可修复，因此维修非常简单、方便；各模块采购成本低、模块集成化程度高的特点，极大降低了水体电导率测试仪的使用成本，同时还使水体电导率测试仪的体积大幅缩小，提高了野外探矿的便携性。

附图说明

图1为野外探矿用水体电导率测试仪外观示意图；

图2为野外探矿用水体电导率测试仪内部结构示意图；

图3为野外探矿用水体电导率测试仪原理框图；

图4为数据采集板原理框图；

图5为主控板原理框图。

图中：1、主控板；2、数据采集板；2.1、BNC接头；2.2、耳机插孔；3、显示屏；4、按键板；5、电池；6、电源板。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进。

一种野外探矿用水体电导率测试仪，包括：电导率电极、数据采集模块、主控模块、电源模块；数据采集模块包括数据采集板2；主控模块包括主控板1、显示屏3、按键板4；电源模块包括电池5、电源板6；主控板1与数据采集板2、显示屏3、按键板4通过排线插接连接；电源板6与主控板1、数据采集板2通过排线插接连接，电源板6与电池5连接；数据采集板2设置有BNC接头2.1、耳机插孔2.2，其通过BNC接头2.1连接电导率电极，通过耳机插孔2.2连接有温度传感器；

主控板1包括单片机、模数转换芯片、蓝牙通信芯片、FLASH存储芯片、USB通信芯片，单片机与模数转换单元、蓝牙通信单元、FLASH存储芯片、USB通信芯片电性连接；主控板1通过模数转换芯片与数据采集板2电性连接；

数据采集板2包括电源转换单元、激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元；激励信号发生器、激励信号放大单元电性连接；信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元依次电性连接；激励信号放大单元与信号放大单元之间通过外接的电导率电极电性连接；电源转换单元输出正、负5伏电源，分别与激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元电性连接；电源转换单元与电源板6电性连接；

主控板1、数据采集板2、显示屏3、按键板4、电池5、电源板6固定设置在塑胶壳体中；

电池5为可充电锂电池；电源板6上设有USB口，通过USB口外接充电电源。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (5)

1.一种野外探矿用水体电导率测试仪，其特征是：包括：

电导率电极，检测水体电导率、输出相应电流信号；

数据采集模块，采集、放大电导率电极输出电流信号，放大、转换为相应电压信号；

主控模块，将数据采集模块输出的电压信号处理转换为被测水体的电导率，并予以显示；

电源模块，为数据采集模块、主控模块提供工作电源；

其中，数据采集模块包括数据采集板（2）；其中，主控模块包括主控板（1）、显示屏（3）、按键板（4）；其中，电源模块包括电池（5）、电源板（6）；主控板（1）与数据采集板（2）、显示屏（3）、按键板（4）电性连接；电源板（6）与主控板（1）、数据采集板（2）电性连接，电源板（6）与电池（5）连接；数据采集板（2）设置有BNC接头（2.1）、耳机插孔（2.2），其通过BNC接头（2.1）连接电导率电极，通过耳机插孔（2.2）连接有温度传感器。

2.根据权利要求1所述野外探矿用水体电导率测试仪，其特征是：主控板（1）包括单片机、模数转换芯片、蓝牙通信芯片、FLASH存储芯片、USB通信芯片，单片机与模数转换单元、蓝牙通信单元、FLASH存储芯片、USB通信芯片电性连接；主控板（1）通过模数转换芯片与数据采集板（2）电性连接。

3.根据权利要求2所述野外探矿用水体电导率测试仪，其特征是：数据采集板（2）包括电源转换单元、激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元；激励信号发生器、激励信号放大单元电性连接；信号放大单元、信号整流单元、信号滤波单元依次电性连接；激励信号放大单元与信号放大单元之间通过外接的电导率电极电性连接；电源转换单元输出正、负5伏电源，分别与激励信号发生器、激励信号放大单元、信号放大单元、信号整流单元电性连接；电源转换单元与电源板（6）电性连接。

4.根据权利要求3所述野外探矿用水体电导率测试仪，其特征是：主控板（1）、数据采集板（2）、显示屏（3）、按键板（4）、电池（5）、电源板（6）固定设置在塑胶壳体中，通过排线插接连接。

5.根据权利要求4所述野外探矿用水体电导率测试仪，其特征是：电池（5）为可充电锂电池；电源板（6）上设有USB口，通过USB口外接充电电源。

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