CN111337966A - 测量土壤氡浓度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

测量土壤氡浓度的装置及方法，装置包括、高压模块、半导体探测器、调节阀、冷凝水收集瓶、泵及二次仪表。泵、冷凝水收集瓶、调节阀和测量箱依次通过管道连接，半导体探测器设于测量箱内、通过电缆与二次仪表连接，高压模块的正极和负极分别通过电缆半导体探测器和测量箱内壁连接。测量时装置埋入土壤中，二次仪表设于土壤表面，开启泵，含氡空气依次通过泵、调节阀进入测量箱，然后调节调节阀使得测量箱内表面和半导体探测器表面不结露，再利用二次仪表的测量数据计算出含氡空气中的氡浓度。本发明能够保持土壤中含氡气体的干燥性，保证测量箱内表面和半导体探测器表面不结露，提高测量的准确度，且不损坏半导体探测器，延长装置的使用寿命。

Description

测量土壤氡浓度的装置及方法

技术领域

本发明涉及核辐射测量技术领域，特别是对土壤氡浓度进行测量的装置及方法。

背景技术

土壤氡是环境氡的主要来源。传统的测量方法是在土壤表层的测量点打孔到待测深度，将头部有气孔的取样器插入孔中，然后将孔封闭以防止地表空气进入取样器，再通过取样器抽取待测深度土壤中的气体到测量装置中的测量箱内来测量土壤氡浓度。该传统的测量方法存在测量不准确的问题：采取抽取气体方式来测量氡浓度，在抽取气体过程中非待测深度的土壤中的含氡气体也会被抽取，因此测量值不能准确反映待测深度土壤中的氡浓度。另一种常用的方法是将测量装置埋入地下待测深度，将地下待测深度的土壤中的含氡空气直接引入测量箱内测量土壤氡浓度。然而由于土壤湿度高，引入测量箱内的含氡空气的湿度高，从而测量装置的测量箱内表面和半导体探测器表面容易结露，导致测量箱内的静电场分布发生变化使得测量不准确甚至损坏半导体探测器；另外，如果使用干燥剂对进入测量箱内的含氡空气进行干燥来防止测量箱内表面和半导体探测器表面结露，会因为干燥剂体积大且高湿度环境下干燥剂使用寿命短而增加了测量成本。

因此，如何在不增加测量成本的基础上，提高土壤中氡浓度的测量精度是精确测量土壤中特定深度的氡浓度的一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种对土壤氡浓度进行测量的装置及方法。

本发明的技术方案是：测量土壤氡浓度的装置，包括测量箱、高压模块、半导体探测器、调节阀、冷凝水收集瓶、泵、进气口网筛及二次仪表。

所述测量箱上设有出气管道，出气管道与测量箱的内腔相通，出气管道上的出气口设有出气口筛网。

所述半导体探测器安装在测量箱内，半导体探测器通过电缆与二次仪表连接，高压模块的负极通过电缆与测量箱内壁连接，高压模块的正极通过电缆与半导体探测器连接，测量箱的进气口通过管道与调节阀的出气端连接，调节阀的进气端通过管道与冷凝水收集瓶的出气口连接，冷凝水收集瓶的进气端通过管道与泵的出气端连接，泵的进气端通过管道与进气口网筛连接。

采用上述测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表设置于土壤表面上。

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵，土壤中的含氡空气通过进气管道上的进气口筛网被泵吸入，调节调节阀，使得从泵出气口到调节阀之间的空气压力为x，含氡空气中的凝结水被收集到冷凝水收集瓶中，干燥后的含氡空气再进入测量箱，其中x>1。

设土壤空气湿度为100%，测量箱内湿度为100/x%，调节调节阀控制x值使得测量箱内表面和半导体探测器表面不结露。

测量、记录、处理二次仪表的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。

上述发明进一步的技术方案是：在冷凝水收集瓶内装有吸水树脂，空气中的凝结水被冷凝水收集瓶中的吸水树脂吸附，干燥后的空气再进入测量箱，使得测量箱内表面和半导体探测器表面不结露。

本发明的另一技术方案是：测量土壤氡浓度的装置，包括测量箱、高压模块、半导体探测器、调节阀、冷凝水收集瓶罐、泵及二次仪表。

所述测量箱上设有出气管道，出气管道与测量箱的内腔相通。

所述冷凝水收集瓶罐罐口上设有网筛。

所述半导体探测器安装在测量箱内，半导体探测器通过电缆与二次仪表连接，高压模块的正极通过电缆与测量箱内壁连接，高压模块的负极通过电缆与半导体探测器连接，测量箱的进气口通过管道与调节阀的出气端连接，调节阀的进气端通过管道与冷凝水收集瓶罐的出气口连接，测量箱的出气管道与泵的进气端连接，泵的出气端通过管道与冷凝水收集瓶罐的空气回流口连接。

采用上述另一技术方案的测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表设置于土壤表面上。

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵，土壤中的含氡空气通过冷凝水收集罐罐口上的网筛扩散进入冷凝水收集罐，利用泵和调节阀将测量箱内抽成低气压，土壤中的含氡空气从冷凝水收集罐出气口通过管道进入调节阀进入测量箱，再从测量箱的出气管道通过泵进入冷凝水收集罐形成闭环回路，进入闭环回路的气体分为常压和低压两部分，冷凝水收集罐中的气体为常压，测量箱中的气体为低压，由于气路中的常压部分湿度较高，凝结水被收集到冷凝水收集罐中，测量箱内气压低，即使土壤气体湿度为100%，测量箱内也不会结露。

测量、记录、处理二次仪表的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。

上述另一技术方案进一步的技术方案是：在冷凝水收集瓶罐内装有吸水树脂。

上述另一技术方案再进一步的技术方案是：用防水透气膜取代冷凝水收集瓶罐罐口上的网筛。

上述另一技术方案更进一步的技术方案是：用防水透气膜取代冷凝水收集瓶罐罐口上的网筛后的冷凝水收集瓶罐内装有吸水树脂。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

1、本发明能降低测量箱体内的空气湿度，保证测量箱内表面和半导体探测器表面不结露，从而使得测量箱内的静电场分布不发生变化，不损坏半导体探测器。

2、本发明相较于现有技术能够提高测量待测特定深度土壤中的氡浓度的准确度。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为实施例一中测量土壤氡浓度的装置示意图；

附图2为实施例二中测量土壤氡浓度的装置示意图；

附图3为实施例三中测量土壤氡浓度的装置示意图；

附图4为实施例四中测量土壤氡浓度的装置示意图；

附图5为实施例五中测量土壤氡浓度的装置示意图；

附图6为实施例六中测量土壤氡浓度的装置示意图。

具体实施方式

实施例一、如附图1所示，测量土壤氡浓度的装置包括测量箱1、高压模块2、半导体探测器3、调节阀4、冷凝水收集瓶5、泵6及进气口网筛7。

测量箱1上设有出气管道1-1，出气管道1-1与测量箱1的内腔相通，出气管道1-1上的出气口设有出气口筛网1。

半导体探测器3安装在测量箱1内，半导体探测器3通过电缆与二次仪表8连接，高压模块2的正极通过电缆与测量箱1内壁连接，高压模块2的负极通过电缆与半导体探测器3连接，测量箱1的进气口通过管道与调节阀4的出气端连接，调节阀4的进气端通过管道与冷凝水收集瓶5的出气口连接，冷凝水收集瓶5的进气端通过管道与泵6的出气端连接，泵6的进气端通过管道与进气口网筛7连接。

采用实施例一所述测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表8设置于土壤表面9上。

测量土壤氡浓度时，开启土壤氡浓度装置中的泵6，土壤空气通过进气管道上的进气口筛网7被泵6吸入，调节调节阀4，使得从泵6出气口到调节阀4之间的空气压力为x，空气中的凝结水被收集到冷凝水收集瓶5中，干燥后的空气再进入测量箱1，其中x>1。

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵6，土壤中的含氡空气通过进气管道上的进气口筛网7被泵6吸入，调节调节阀4，使得从泵6出气口到调节阀4之间的空气压力为x，含氡空气中的凝结水被收集到冷凝水收集瓶5中，干燥后的含氡空气再进入测量箱1，其中x>1。

设土壤空气湿度为100%，测量箱1内湿度为100/x%，调节调节阀4控制x值使得测量箱1内表面和半导体探测器3表面不结露。

测量、记录、处理二次仪表8的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。通过二次仪表8测量并计算出测量箱1内含氡空气中的氡浓度为现有技术，在此不做赘述。

实施例二、如附图2所示，本实施例与实施例一中的测量土壤氡浓度的装置基本相同，不同的地方是：在冷凝水收集瓶5内装有吸水树脂5-1，空气中的凝结水被冷凝水收集瓶5中的吸水树脂5-1吸附，干燥后的空气再进入测量箱1，使得测量箱1内表面和半导体探测器3表面不结露。

实施例三、如附图3所示，测量土壤氡浓度的装置包括测量箱1、高压模块2、半导体探测器3、调节阀4、冷凝水收集瓶罐10及泵6。

所述测量箱1上设有出气管道1-1，出气管道1-1与测量箱1的内腔相通。

所述冷凝水收集瓶罐10罐口上设有网筛10-1。

所述半导体探测器3安装在测量箱1内，半导体探测器3通过电缆与二次仪表8连接，高压模块2的正极通过电缆与测量箱1内壁连接，高压模块2的负极通过电缆与半导体探测器3连接，测量箱1的进气口通过管道与调节阀4的出气端连接，调节阀4的进气端通过管道与冷凝水收集瓶罐10的出气口连接，测量箱1的出气管道1-1与泵6的进气端连接，泵6的出气端通过管道与冷凝水收集瓶罐10的空气回流口连接。

采用实施例三所述测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表8设置于土壤表面9上。

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵6，土壤中的含氡空气通过冷凝水收集罐10罐口上的网筛10-1扩散进入冷凝水收集罐10，利用泵6和调节阀4将测量箱1内抽成低气压，土壤中的含氡空气从冷凝水收集罐10出气口通过管道进入调节阀4进入测量箱1，再从测量箱1的出气管道1-1通过泵6进入冷凝水收集罐10形成闭环回路，进入闭环回路的气体分为常压和低压两部分，冷凝水收集罐10中的气体为常压，测量箱1中的气体为低压。由于气路中的常压部分湿度较高，凝结水被收集到冷凝水收集罐10中，测量箱1内气压低，即使土壤气体湿度为100%，测量箱1内也不会结露。

测量、记录、处理二次仪表8的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。通过二次仪表8测量并计算出测量箱1内含氡空气中的氡浓度为现有技术，在此不做赘述。

实施例四、如附图4所示，本实施例与实施例三中的测量土壤氡浓度的装置基本相同， 不同的地方是：在冷凝水收集瓶罐10内装有吸水树脂10-2，由于气路中的常压部分湿度较高，空气中的凝结水被冷凝水收集瓶罐10中的吸水树脂10-2吸附或收集到冷凝水收集罐10中，干燥后的空气再进入测量箱1，使得测量箱1内表面和半导体探测器3表面不结露。

实施例五、如附图5所示，本实施例与实施例三中的测量土壤氡浓度的装置基本相同，不同的地方是：用防水透气膜11取代冷凝水收集瓶罐10罐口上的网筛10-1，防止地下水进入冷凝水收集瓶罐10，只有含氡的土壤空气能通过防水透气膜11扩散进入冷凝水收集瓶罐10。

实施例六、如附图6所示，本实施例与实施例五中的测量土壤氡浓度的装置基本相同，不同的地方是：在冷凝水收集瓶罐10内装有吸水树脂10-2，空气中的凝结水被冷凝水收集瓶罐10中的吸水树脂10-2吸附或收集到冷凝水收集罐10中。

该方案与前述方案相比，不但能够减少吸水树脂用量，还能够减少收集冷凝水收集罐的体积。

Claims (7)

1.测量土壤氡浓度的装置，其特征是：包括测量箱、高压模块、半导体探测器、调节阀、冷凝水收集瓶、泵、进气口网筛及二次仪表；

所述测量箱上设有出气管道，出气管道与测量箱的内腔相通，出气管道上的出气口设有出气口筛网；

所述半导体探测器安装在测量箱内，半导体探测器通过电缆与二次仪表连接，高压模块的负极通过电缆与测量箱内壁连接，高压模块的正极通过电缆与半导体探测器连接，测量箱的进气口通过管道与调节阀的出气端连接，调节阀的进气端通过管道与冷凝水收集瓶的出气口连接，冷凝水收集瓶的进气端通过管道与泵的出气端连接，泵的进气端通过管道与进气口网筛连接。

2.如权利要求1所述的测量土壤氡浓度的装置，其特征是：在冷凝水收集瓶内装有吸水树脂。

3.采用如权利要求1或2所述的测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，其特征是：将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表设置于土壤表面上；

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵，土壤中的含氡空气通过进气管道上的进气口筛网被泵吸入，调节调节阀，使得从泵出气口到调节阀之间的空气压力为x，含氡空气中的凝结水被收集到冷凝水收集瓶中，干燥后的含氡空气再进入测量箱，其中x>1；

设土壤空气湿度为100%，测量箱内湿度为100/x%，调节调节阀控制x值使得测量箱内表面和半导体探测器表面不结露；

测量、记录、处理二次仪表的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。

4.测量土壤氡浓度的装置，其特征是：包括测量箱、高压模块、半导体探测器、调节阀、冷凝水收集瓶罐、泵及二次仪表；

所述测量箱上设有出气管道，出气管道与测量箱的内腔相通；

所述冷凝水收集瓶罐罐口上设有网筛；

所述半导体探测器安装在测量箱内，半导体探测器通过电缆与二次仪表连接，高压模块的正极通过电缆与测量箱内壁连接，高压模块的负极通过电缆与半导体探测器连接，测量箱的进气口通过管道与调节阀的出气端连接，调节阀的进气端通过管道与冷凝水收集瓶罐的出气口连接，测量箱的出气管道与泵的进气端连接，泵的出气端通过管道与冷凝水收集瓶罐的空气回流口连接。

5.如权利要求4所述的测量土壤氡浓度的方法，其特征是：在冷凝水收集瓶罐内装有吸水树脂。

6.如权利要求4或5所述的测量土壤氡浓度的方法，其特征是：用防水透气膜取代冷凝水收集瓶罐罐口上的网筛。

7.采用如权利要求4至6任一项所述的测量土壤氡浓度的装置测量土壤氡浓度的方法，其特征是：将所述的测量土壤氡浓度的装置埋入土壤中的待测深度位置，然后回填土壤，所述的二次仪表设置于土壤表面上；

测量土壤氡浓度时，开启测量土壤氡浓度的装置中的泵，土壤中的含氡空气通过冷凝水收集罐罐口上的网筛或防水透气膜扩散进入冷凝水收集罐，利用泵和调节阀将测量箱内抽成低气压，土壤中的含氡空气从冷凝水收集罐出气口通过管道进入调节阀进入测量箱，再从测量箱的出气管道通过泵进入冷凝水收集罐形成闭环回路，进入闭环回路的气体分为常压和低压两部分，冷凝水收集罐中的气体为常压，测量箱中的气体为低压，由于气路中的常压部分湿度较高，凝结水被收集到冷凝水收集罐中，测量箱内气压低，即使土壤气体湿度为100%，测量箱内也不会结露；

测量、记录、处理二次仪表的数值，计算出土壤中待测深度位置的氡浓度。

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