CN108956217A - 一种新型的土壤气收集与检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型的土壤气收集与检测装置，包括钻头组件、样品收集器、气体快速检测器、气泵，所述样品收集器的一端与所述钻头组件连接，另一端与所述气泵连接，所述样品收集器呈并联结构，并联结构包括填料并联件和排气并联件，所述填料并联件和排气并联件两端通过进气口与出气口连接，所述气体快速检测器与排气并联件连接。本发明采样速度快、拆解方便，采样场地不受限制，可在现场与实验室进行土壤气的定性、半定量及定量分析，也可用于检测渗漏油品、农药等挥发性有机物的污染，检测方式多样，适用范围广。
Description
技术领域
本发明属于土壤环境保护与防治领域，具体涉及一种新型的土壤气收集与检测装置。
背景技术
获取代表性的样品是保证样品测定和分析结果科学性和准确性的前提，对于评价土壤环境质量和风险评估等具有极其重要的意义。
现有技术中存在有一种土壤气体快速检测与主动式采样装置，该装置包括钻杆组件、气体快速检测仪、样品收集器和三通阀；所述钻杆组件包括钻头、金属滤网管、钻杆和钻杆接头；所述钻杆内置有沿其轴向布置的气体收集芯孔，所述钻杆接头内设有通气孔，所述金属滤网管为可伸缩式滤网管；所述钻杆的下端依次与金属滤网管、钻头相连接，上端与钻杆接头的下端相连接；所述钻杆接头的上端连接有下压动力装置；所述通气孔的进口与气体收集芯孔的上一
端相连通，出口与三通阀的进口相连接；所述气体快速检测仪与三通阀的出口相连接，所述样品收集器与三通阀的另一出口相连接。该装置中钻杆组件的长度一定，采样深度受到限制；并且钻杆组件不能够完全拆卸，钻杆内空腔小，不利于清洗。此装置进入土壤时样品收集器关闭，在提出的过程中进行土壤气收集，这样使得采样深度浅时难以收集到土壤气。该装置检测和收集采用串联结构，使得现场检测的土壤气和室内检测的土壤气不具备同时性。
发明内容
鉴于此，本发明为了解决上述存在之不足，提供一种新型的土壤气收集与检测装置，采样速度快，可进行大批量采样，检测到的数据更精确，采样场地和采样深度不受限制，能够完全拆卸，清洗方便。
本发明的发明人通过长期的探索尝试以及多次的实验和努力，不断改革与创新，为解决以上技术问题，所采用的具体技术方案是提供一种新型的土壤气收集与检测装置，包括钻头组件、样品收集器、气体快速检测器、气泵，所述样品收集器的一端与所述钻头组件连接，另一端与所述气泵连接，所述样品收集器呈并联结构，并联结构包括填料并联件和排气并联件，所述填料并联件和排气并联件两端通过进气口与出气口连接，所述气体快速检测器与排气并联件连接。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述钻头组件包括钻头、进气段、加长段和锤击段，所述钻头、进气段、加长段和锤击段依次通过连接件连接。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述钻头为圆锥状，所述进气段上设有6～12个方形或圆形进气孔。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述加长段中设有加长管，加长管数量为1个及以上，加长管长度为0.5m-3m。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述锤击段设有锤击部，锤击段侧面安装有对称的拉环，锤击段一侧还设有连接口。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述样品收集器为中空体，连接处均通过内螺纹进行连接。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述并联结构中并联件为2个及以上，所述填料并联件内填充有活性炭或分子筛，填料并联件上依次设有进气阀和截止阀。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述排气并联件上设有排气口，排气并联件上依次设有进气阀和截止阀。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：所述气体快速检测器为VOC检测仪。
根据本发明所述的新型的土壤气收集与检测装置，其进一步的技术方案是：还包括电力供应设备，所述电力供应设备与气泵连接，电力供应设备为普通蓄电池或太阳能蓄电池。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：
1. 本发明装置采样速度快、拆解方便、操作简单，可在现场或实验室进行土壤气的定性、半定量及定量分析，还可用于检测渗漏油品、农药等挥发性有机物的污染，检测方式多样，适用范围广，收集样品准确，采样深度不受限制，清洗方便。
2. 本发明通过合理的设计钻头组件，钻头组件包括钻头、进气段、加长段和锤击段，将其依次通过连接件连接，使得钻头组件能够完全拆卸，方便清洗。并且加长段中加长管的长度为0.5m-3m，加长管数量为1个及以上，使得该装置采样场地不受限制，采样深度不受限制。
3.本发明通过合理的设计样品收集器，将样品收集器设置为并联结构，通过并联结构收集和检测的样品具备同时性，即两个操作同步进行，这样让检测结果更精确，收集到的样品完全一致。并联结构还可以存在多个并联件，能够大批量同时收集样品，还可以同时进行多个检测，确保检测结果的可重复性，让实验数据更精确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是土壤气收集与检测装置实施例1的结构示意图。
图2是土壤气收集与检测装置实施例2的结构示意图。
图中标记分别为：1、钻头；2、进气段；3、加长段；4、锤击段；5、内螺纹；6、进气孔；7、锤击部；8、拉环；9、连接口；10、连接管；11、进气口；12、进气阀；13、填料并联件；14、截止阀；15、排气并联件；16、出气口；17、气泵进口；18、气泵；19、气泵出口；20、电线；21、普通蓄电池；22、排气口；23、排气阀；24、VOC检测仪；25、太阳能蓄电池；26、太阳能板。
具体实施方式
本发明实施方式中对附图进行详细说明，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1：
如图1所示，本发明在此提供一种新型的土壤气收集与检测装置，包括钻头组件、样品收集器、气体快速检测器、气泵18，样品收集器的一端与钻头组件连接，另一端与气泵18连接，气体快速检测器与样品收集器连接。
钻头组件由钻头1、进气段2、加长段3和锤击段4依次通过连接件连接而成，采样时能够快速有效进行组装，加快采样速度，采样后方便清洗各部分。进气段2、加长段3为中空圆柱体，锤击段4与加长段3连接部分为中空圆柱体，便于清洗。
钻头1为圆锥状，能够将钻头组件快速插入土壤中，节省采样时间。进气段2侧壁上设有6～12个长方形进气孔6，便于土壤气进入到钻头组件；并且进气孔6等间距分布于侧壁上，距离进气段2底端一定高度，高度占进气段2高度的三分之一。
优选地，连接件为内螺纹5连接件。
优选地，进气孔还可以是圆形。
加长段3中安装有加长管，加长管长度为0.5m-3m，数量为1个及以上，可以根据实际采样情况进行选择长度及数量。这样设置让采样场地和采样深度不受限制，应用范围广。
锤击段4一侧设有连接口9，连接口9通过连接管10和样品收集器连接，将土壤气导出至样品收集器。锤击段4还设有锤击部7，锤击部7为六面体结构，用于和动力机构连接，动力机构为电钻或锤击器，也可以是其他动力来源。锤击部7和连接口9之间设有拉环8，拉环8对称安装在锤击段4两侧，手动将本装置从一定深度土层中提升出来；或者将拉环8和铰链连接，通过拉动铰链将钻头组件提出。
优选地，连接管10为软管。
优选地，锤击部的结构还可以是圆台状或其它能够用于连接动力机构并承受动力的结构形状。
样品收集器呈并联结构，选用并联结构让收集与检测的样品具备同时性，所收集到的样品完全相同，让实验数据更加精确。并联件包括填料并联件13和排气并联件15，填料并联件13和排气并联件15通过进气口11和出气口16连接。填料并联件13内填充有土壤气吸附填料，采样时土壤气能被有效截留与吸附在填料并联件13内置填料上，并在采样结束后在实验室内进行土壤气的定性和定量分析，使得土壤气检测方式多样。
优选地，土壤气吸附填料为活性炭或分子筛，还可以是其他能够吸附土壤气的填料，
填料并联件13和排气并联件15前端都设有进气阀12，后端都设有截止阀14，通过阀门控制土壤气的进出能够有效且快速收集到样品。排气并联件15上还设有排气口22，排气口22处设有排气阀23，排气口22通过连接管10与VOC检测仪24连接。
样品收集器出气口16通过连接管10与气泵进口17连接，气泵出口19连接排气管将土壤气或干扰空气排放至大气中。气泵18与电力供应设备电性连接。
优选地，电力供应设备为普通蓄电池21。
本实施例中钻头组件和样品收集器都为不锈钢材质，耐腐蚀，寿命长。
采样前，如图1所示，将钻头1、进气段2、加长段3、锤击段4通过内螺纹5依次连接形成完整的钻头组件；再将样品收集器与VOC检测仪24连接，将气泵18与样品收集器连接，将普通蓄电池21通过电线20与气泵18连接；最后利用锤击器或电钻把钻头组件置于目标深度的土壤内，再将钻头组件和样品收集器连接好。将钻头组件先插入土壤中，再和样品收集器连接，这样能够在钻头采用钻进方式钻进土壤时，避免连接管10随着转动时拉扯连接管10和样品收集器等其它组件，对各组件造成损坏。
本发明采样时，先开启排气并联件15，关闭填料并联件13，再启动气泵18，这样做的目的是先排掉管路中可能混入“空气”组分的干扰气体，否则不排气，直接就读取VOC检测仪24的数据是不能真实反映土壤气组分的。待排气一定时间后，读取并获得VOC检测仪24的数据，再关闭排气并联件15，开启填料并联件13，使土壤气通过填料并联件13，并吸附于填料中，达到实验设定时间后，将填料并联件13带入实验室，定性和定量检测分析填料中土壤气的种类和浓度。
采样后，将各部分完全拆卸进行清洗。
实施例2：
如图2所示，本实施例在上述实施例的基础上进一步优化设计，具体是：将电力供应设备设为太阳能供电，这样无需重复对蓄电池进行充电，可以一直连续不断的进行土壤气收集。
将太阳能蓄电池25通过电线20与气泵18连接，太阳能蓄电池25与太阳能板26电性连接，利用太阳能进行电力供应，不仅环保，而且采样耗时短，还能够进行长时间样品收集。
本发明中钻头组件的长度可以变化，使得采样深度不受限制，采样场地范围广；并且在钻头组件插入或提出的过程中土壤气都会进入到钻头组件，使得样品收集速度快；钻头组件的完全可拆卸，让清洗更加方便。
本发明中样品收集器设置为并联结构，并联结构让收集和检测的样品具备同时性，即两个操作同步进行，收集到的样品完全一致，这样让检测结果更准确。样品收集器可以有多个并联件，能够大批量的同时收集样品，还可以同时进行多个检测，确保检测结果的可重复性，让实验数据更准确。通过土壤气吸附填料收集土壤气，使得采样后还可在实验室进行土壤气定性与定量分析，还能够排除其他气体的影响，让实验数据更加准确。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型的土壤气收集与检测装置，包括钻头组件、样品收集器、气体快速检测器、气泵，所述样品收集器的一端与所述钻头组件连接，另一端与所述气泵连接，其特征在于，所述样品收集器呈并联结构，并联结构包括填料并联件和排气并联件，所述填料并联件和排气并联件两端通过进气口与出气口连接，所述气体快速检测器与排气并联件连接。
2.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述钻头组件包括钻头、进气段、加长段和锤击段，所述钻头、进气段、加长段和锤击段依次通过连接件连接。
3.根据权利要求2所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述钻头为圆锥状，所述进气段上设有6～12个方形或圆形进气孔。
4.根据权利要求2所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述加长段设有加长管，加长管数量为1个及以上，加长管长度为0.5m-3m。
5.根据权利要求2所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述锤击段设有锤击部，锤击段侧面安装有对称的拉环，锤击段一侧还设有连接口。
6.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述样品收集器为中空体，连接处均通过内螺纹进行连接。
7.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述并联结构中并联件为2个及以上，所述填料并联件内填充有活性炭或分子筛，填料并联件上依次设有进气阀和截止阀。
8.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述排气并联件上设有排气口，排气并联件上依次设有进气阀和截止阀。
9.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，所述气体快速检测器为VOC检测仪。
10.根据权利要求1所述的新型的土壤气收集与检测装置，其特征在于，还包括电力供应设备，所述电力供应设备与气泵连接，电力供应设备为普通蓄电池或太阳能蓄电池。
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