具体实施方式

如图1至3所示，图1为本发明提出的一种基于声表面波的土壤VOCs检测装置的结构示意图，图2为本发明提出的一种基于声表面波的土壤VOCs检测装置的另一实施方式的检测腔布置示意图，图3为本发明提出的一种基于声表面波的土壤VOCs检测装置的再一实施方式的检测腔布置示意图。

参照图1，本发明提出的一种基于声表面波的土壤VOCs检测装置，包括：检测钻头1、声表面波传感器；

检测钻头1上设有第一加热机构，检测钻头1内设有检测腔3，所述检测腔3侧壁设有气体入口，所述检测腔3内设有检测半透膜2，声表面波传感器用于通过探测检测半透膜2的声表面波探测进入所述检测腔3的VOCs气体。

本实施例的基于声表面波的土壤VOCs检测装置的具体工作过程中，在第一加热机构的加热下，探头本体周围土壤中VOCs蒸发形成VOCs气体，利用半透膜的溶解扩散机理，VOCs气体分子与膜接触，然后在膜表面溶解，进而引起半透膜的声表面波发生变化，声表面波传感器通过检测半透膜上的变化，进而对VOCs气体进行定性和定量检测；由于检测半透膜两侧表面产生浓度梯度，使气体分子向膜另一侧扩散，最后从膜另一侧表面解析，实现对VOCs气体的选择性透过。

在本实施例中，所提出的基于声表面波的土壤VOCs检测装置，检测钻头上设有第一加热机构，检测钻头内设有检测腔，所述检测腔侧壁设有气体入口，所述检测腔内设有检测半透膜，声表面波传感器用于通过探测检测半透膜的声表面波探测进入所述检测腔的VOCs气体。通过上述优化设计的基于声表面波的土壤VOCs检测装置，利用检测半透膜对VOCs气体的选择性溶解渗透，通过声表面波传感器对检测半透膜接触VOCs气体时的声表面波进行探测，实现对VOCs气体的检测，从而实现土壤中VOCs气体的原位定量检测，提高检测精度和灵敏度。

在具体实施方式中，所述气体入口处设有入口半透膜4，使得仅有VOCs气体能够穿过入口半透膜与检测半透膜接触，进而避免其他气体对检测半透膜的声表面波的影响，进一步提高检测精度。

进一步地，所述气体入口处设有入口阀门5，在钻头下降过程中，使得检测腔关闭，避免非检测土壤层内的VOCs气体的进入，同时能够保护检测半透膜。

在检测腔的其他具体实施方式中，所述检测腔3侧壁还设有气体出口，检测腔形成通腔结构，检测半透膜两侧压强平衡，保证VOCs气体分子在检测腔内的稳定流动，进而提高声表面波传感器检测的精确度。

进一步地，所述气体出口处设有出口半透膜7，避免土壤中的其他气体通过气体出口反向扩散进检测腔，对检测半透膜表面造成影响。

另外，所述气体出口处设有出口阀门6，一方面可以保护出口半透膜，另一方面，通过关闭出口阀门在检测半透膜和出口阀门之间形成VOCs气体收集腔室，随着钻头将采集的气体取出，进行进一步检测。

参照图2，在本实施例的另一具体实施方式中，检测钻头1内设有设有并排布置的多个检测腔3，可将多个检测腔内的检测半透膜设计为专用于不同类型污染物，使得每个检测腔只能进入一种类型污染物气体，从而实现对污染物气体的类型和占比的精确检测。

参照图3，在本实施例的再一种实施方式中，所述检测腔3包括主腔室11和至少一个二级腔室12，主腔室11内设有主检测半透膜21和用于检测主检测半透膜21的主声表面波传感器，二级腔室12位于主腔室11远离气体入口一侧且通过二级进气口与主腔室11连通，所述二级腔室12内向远离所述主腔室11的方向依次设有二级检测半透膜22和用于检测二级检测半透膜22的二级声表面波传感器；具体地，多个二级腔室12的二级检测半透膜22为不同VOCs半透膜。

在本实施方式具体工作过程中，首先通过第一加热机构对周围土壤进行加热，使得土壤中蒸发形成的VOCs气体进入主腔室，在主检测半透膜表面溶解，通过主声表面波传感器检测VOCs气体引起的主检测半透膜21的声表面波变化，当主声表面波传感器检测到该声表面波发生变化时，说明土壤中存在VOCs，VOCs气体从主检测半透膜靠近二级腔室一侧析出，不同种类的VOCs分别再次在相应二级进气半透膜上溶解，当某一二级声表面波检测到相应二级检测半透膜的声表面波变化，则说明土壤中含有与该二级检测半透膜对应的VOC，从而实现对VOC的定量精确检测，最终VOCs气体穿过二级检测半透膜后排出；在此实施方式中，通过主检测半透膜使得VOCs气体在主腔室内富集，使得主腔室内气体浓度增大，然后VOCs气体进一步在二级检测半透膜表面溶解，从而大大提高VOCs的气体检测灵敏度和检测精度。

为了避免不同VOCs气体对二级检测半透膜相互影响，二级腔室12内还设有二级进气半透膜32，二级进气半透膜32位于二级检测半透膜22靠近主腔室11一侧，具体地，每个二级腔室12内的二级进气半透膜32与二级检测半透膜22为同种VOCs半透膜，使得与二级腔室不匹配的其他VOCs气体无法进入二级腔室，进而提高检测精度。

在本实施例的其他具体实施方式中，所述二级腔室12内还设有二级进气阀门31，二级进气阀门31位于二级检测半透膜22靠近主腔室11一侧。

在加热机构的具体加热过程中，第一加热机构与入口半透膜4连接用于对入口半透膜4进行加热；通过半透膜对周围土壤直接加热，使得周围土壤中受热蒸发的VOCs气体经由半透膜直接进入测压腔室，提高加热效率和VOCs气体采样效率。

相应地，还包括第二加热机构，第二加热机构与二级进气半透膜32连接用于对二级进气半透膜32进行加热，对主腔室内的VOCs气体进行保温，保证其进一步穿过二级进气半透膜，避免主腔室残留，并提高二级检测的检测精度。

同样地，还可以设计第三加热机构和二级出气半透膜41，第三加热机构与二级出气半透膜41连接用于对二级出气半透膜41进行加热，对二级腔室内的VOCs气体进行保温，保证其穿过二级出气半透膜排出，避免二级腔室内残留。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。