CN114563555A - 一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及重金属监测技术领域，且公开了一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，包括以下步骤：S1、利用经纬度确定相关的工业固体废物的可见排放区域；S2、将各个监测设备距离与可见工业固体废物标准距离的三维空间中，形成以包围状均布的内场监测，且保证各个监测设备间的距离差维持在一定标准范围内。该用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，通过对由固体废物造成的污染中心进行以三维空间上的内、外场均布监测，以污染辐射线的形式精确监测污染变迁信息数据，配合对相关监测变量的收集、校正，实现对土壤污染信息的预处理，从而极大提升了监测的精准性及对土壤监测的便捷性能。

Description

一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺
技术领域
本发明涉及重金属监测技术领域，具体为一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺。
背景技术
目前，随着工业的发展，越来越多的工业排放物中的重金属已随着水源的扩散并渗透在自然界的土壤内部，严重影响了自然生态环境，而现有的用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺在实施时，仅采用单层的包围式定点监测方式，难以监测相对范围内的污染金属的变迁过程，对污染金属的整体变迁监测不够精准，且进行监测时相关的监测设备钻孔与监测器的置入需要独立分开进行，这就导致对监测进程的实施不够便捷，并且钻孔产生的土壤容易散落，在人工未及时回填后即会造成土层环境的进一步破坏。
发明内容
为解决上述一般的用于工业固体废物排放的土壤重金属监测工艺在实施过程中，存在监测精度低及对土壤监测的便捷性能差、土层环境容易受到人为破坏的问题，实现以上极大提升了监测的精准性及对土壤监测的便捷性能、有效避免了土层环境受到人为破坏的目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，包括以下步骤：
S1、利用经纬度确定相关的工业固体废物的可见排放区域；
S2、将各个监测设备距离与可见工业固体废物标准距离的三维空间中，形成以包围状均布的内场监测，且保证各个监测设备间的距离差维持在一定标准范围内；
S3、将可见工业固体废物与各个内场监测设备的连接辐射线上的外侧区域继续均布监测设备形成外场监测；
S4、构建无线数据传输网络，对各个监测点的土壤重金属数据信息进行收集，同步的在监测点实时检测污染土壤的湿度信息并接收；
S5、对土壤的重金属数据信息进行预处理，对缺失及错误的土壤重金属数据进行校正；
S6、对含重金属的土壤湿度信息进行监测收集，进行偏最小二乘法等方法建立的线性模型进行重金属检测数据的多重校正；
S7、建立工业固体废物周边的重金属监测数据库，利用内、外场监测布控的数据信息，获取重金属的变迁信息，并进行不同场向重金属的变迁预测。
一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，包括监测架，所述监测架的内腔上壁驱动连接有监测机构，所述监测机构包括伸缩挖管，所述伸缩挖管的外围转动连接有调节环，所述伸缩挖管的内腔底部滑动连接有伸缩芯杆，所述伸缩芯杆的底部外围固定套接有检测环，所述伸缩芯杆的顶部外围转动连接有齿框，所述监测架的内腔左壁转动连接有转动齿轮，所述监测架的内腔左壁滑动连接有伸缩块，所述伸缩块的底部转动连接有弹力卡块。
进一步的，所述伸缩挖管的底部开设有与所述伸缩芯杆对应的滑槽，伸缩芯杆的顶部设计为T状，从而便于在滑槽内部活动，该T状部分与齿框之间转动连接，从而便于在其转动时同步驱动齿框上下移动。
进一步的，所述调节环与所述监测架的内壁之间滑动连接，调节环的右侧包括有延伸至监测架顶部的延伸部分，从而便于在使用时下压该延伸部分，使得调节环带动转动的伸缩挖管下移进行钻地。
进一步的，所述齿框与所述监测架的内壁之间滑动连接，所述齿框与所述转动齿轮之间啮合连接，初始弹力卡块对转动齿轮进行卡接限制其逆时针运动，从而使得伸缩芯杆下移后无法复位，便于进行监测工序。
进一步的，还包括回填机构，所述回填机构活动连接在所述监测架的内腔底部，所述回填机构包括凹槽，所述凹槽的内腔下壁转动连接有扭力板，所述凹槽的内腔侧壁滑动连接有楔板，所述楔板与所述扭力板之间活动连接有连杆，所述凹槽的内腔顶部转动连接有调节套，所述调节套的外围固定连接有软胶体，所述调节套的内壁啮合连接有蜗杆。
进一步的，所述蜗杆与所述齿框之间固定连接，从而便于齿框在上下移动时驱动齿框旋转。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、该用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，通过对由固体废物造成的污染中心进行以三维空间上的内、外场均布监测，以污染辐射线的形式精确监测污染变迁信息数据，配合对相关监测变量的收集、校正，实现对土壤污染信息的预处理，再通过监测时将监测架定位在指定土面后，可控制驱动带动伸缩挖管旋转慢速钻入土壤中，同时由于连接有检测环的伸缩芯杆内置在伸缩挖管的内部，因此检测环会同步下移至土壤内部，由于伸缩芯杆在下移后被限制回程，因此伸缩芯杆可带动检测环于开挖的土壤空间中驻留，届时可直接控制检测环进行土壤重金属的检测，这一设计从而极大提升了监测的精准性及对土壤监测的便捷性能。
2、该用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，通过于监测架的底部开设用以乘土的凹槽，继而可避免伸缩挖管对土壤进行钻取时，导致钻取的土壤于土层表面散落堆放，在初始进行土壤的钻取时，齿框由于同步慢速下移，因此齿框带动蜗杆可使得调节套慢速旋转，其上的软胶体难以形变，当伸缩芯杆带动检测环检测完毕自动回位时，由于伸缩芯杆自身的弹力势能会自动驱动其快速移动，因此调节套上的软胶体会发生大范围的基于离心力的扩张形变，因此楔板受挤压力作用会拉动连杆使得扭力板向上偏移，将其上的土壤倾倒回原开挖土壤中，从而有效避免了土层环境受到人为破坏。
附图说明
图1为本发明主剖视图；
图2为本发明转动齿轮连接部分的正剖视图；
图3为本发明伸缩芯杆连接部分的正剖视图；
图4为图1中A处的放大图；
图5为本发明调节环连接部分的正剖视图；
图6为本发明回填机构连接部分的正剖视图。
图中：1、监测架；2、监测机构；21、伸缩挖管；22、调节环；23、伸缩芯杆；24、检测环；25、齿框；26、转动齿轮；27、伸缩块；28、弹力卡块；3、回填机构；31、凹槽；32、扭力板；33、楔板；34、连杆；35、调节套；36、软胶体；37、蜗杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
该用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺的实施例如下：
请参阅图1-图6，一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，包括以下步骤：
S1、利用经纬度确定相关的工业固体废物的可见排放区域；
S2、将各个监测设备距离与可见工业固体废物标准距离的三维空间中，形成以包围状均布的内场监测，且保证各个监测设备间的距离差维持在一定标准范围内；
S3、将可见工业固体废物与各个内场监测设备的连接辐射线上的外侧区域继续均布监测设备形成外场监测；
S4、构建无线数据传输网络，对各个监测点的土壤重金属数据信息进行收集，同步的在监测点实时检测污染土壤的湿度信息并接收；
S5、对土壤的重金属数据信息进行预处理，对缺失及错误的土壤重金属数据进行校正；
S6、对含重金属的土壤湿度信息进行监测收集，进行偏最小二乘法等方法建立的线性模型进行重金属检测数据的多重校正；
S7、建立工业固体废物周边的重金属监测数据库，利用内、外场监测布控的数据信息，获取重金属的变迁信息，并进行不同场向重金属的变迁预测。
一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，包括监测架1，监测架1的内腔上壁驱动连接有监测机构2，监测机构2包括伸缩挖管21，伸缩挖管21的底部开设有与伸缩芯杆23对应的滑槽，伸缩芯杆23的顶部设计为T状，从而便于在滑槽内部活动，该T状部分与齿框25之间转动连接，从而便于在其转动时同步驱动齿框25上下移动。
伸缩挖管21的外围转动连接有调节环22，调节环22与监测架1的内壁之间滑动连接，调节环22的右侧包括有延伸至监测架1顶部的延伸部分，从而便于在使用时下压该延伸部分，使得调节环22带动转动的伸缩挖管21下移进行钻地。
伸缩挖管21的内腔底部滑动连接有伸缩芯杆23，伸缩芯杆23的底部外围固定套接有检测环24，伸缩芯杆23的顶部外围转动连接有齿框25，齿框25与监测架1的内壁之间滑动连接，齿框25与转动齿轮26之间啮合连接，初始弹力卡块28对转动齿轮26进行卡接限制其逆时针运动，从而使得伸缩芯杆23下移后无法复位，便于进行监测工序。
监测架1的内腔左壁转动连接有转动齿轮26，监测架1的内腔左壁滑动连接有伸缩块27，伸缩块27的底部转动连接有弹力卡块28，通过对由固体废物造成的污染中心进行以三维空间上的内、外场均布监测，以污染辐射线的形式精确监测污染变迁信息数据，配合对相关监测变量的收集、校正，实现对土壤污染信息的预处理，再通过监测时将监测架1定位在指定土面后，可控制驱动带动伸缩挖管21旋转慢速钻入土壤中，同时由于连接有检测环24的伸缩芯杆23内置在伸缩挖管21的内部，因此检测环24会同步下移至土壤内部，由于伸缩芯杆23在下移后被限制回程，因此伸缩芯杆23可带动检测环24于开挖的土壤空间中驻留，届时可直接控制检测环24进行土壤重金属的检测，这一设计从而极大提升了监测的精准性及对土壤监测的便捷性能。
回填机构3活动连接在监测架1的内腔底部，回填机构3包括凹槽31，凹槽31的内腔下壁转动连接有扭力板32，凹槽31的内腔侧壁滑动连接有楔板33，楔板33与扭力板32之间活动连接有连杆34，凹槽31的内腔顶部转动连接有调节套35，调节套35的外围固定连接有软胶体36，调节套35的内壁啮合连接有蜗杆37，蜗杆37与齿框25之间固定连接，从而便于齿框25在上下移动时驱动齿框25旋转。
通过于监测架1的底部开设用以乘土的凹槽31，继而可避免伸缩挖管21对土壤进行钻取时，导致钻取的土壤于土层表面散落堆放，在初始进行土壤的钻取时，齿框25由于同步慢速下移，因此齿框25带动蜗杆37可使得调节套35慢速旋转，其上的软胶体36难以形变，扭力板32保持静止，当伸缩芯杆23带动检测环24检测完毕自动回位时，由于伸缩芯杆23自身的弹力势能会自动驱动其快速移动，因此调节套35上的软胶体36会发生大范围的基于离心力的扩张形变，因此楔板33受挤压力作用会拉动连杆34使得扭力板32向上偏移，将其上的土壤倾倒回原开挖土壤中，从而有效避免了土层环境受到人为破坏。
工作原理：在使用时，通过将监测架1放置在指定土面后，控制驱动带动伸缩挖管21旋转，即可同步操作调节环22的外部延伸部分，使得调节环22带动伸缩挖管21慢速下移钻入土壤中，由于连接有检测环24的伸缩芯杆23内置在伸缩挖管21的内部，因此检测环24同步下移至土壤内部，同步的由于伸缩芯杆23利用其顶部的T状部分驱动齿框25下移，齿框25即带动转动齿轮26顺时针无阻碍偏转，在伸缩挖管21下钻适当深度后控制其回缩，而由于转动齿轮26被限制逆时针偏转，因此伸缩芯杆23带动检测环24于开挖的土壤空间中驻留，届时可直接控制检测环24进行土壤重金属的检测，而在检测结束后，通过控制伸缩块27上移，以带动弹力卡块28脱离转动齿轮26，伸缩芯杆23则可在自身弹力作用下自动回位，这一设计从而极大的加强了对土壤监测的便捷性能，此外于监测架1的底部开设用以乘土的凹槽31，继而可避免伸缩挖管21对土壤进行钻取时，导致钻取的土壤于土层表面散落堆放，在初始进行土壤的钻取时，齿框25由于同步慢速下移，因此齿框25带动蜗杆37可使得调节套35慢速旋转，其上的软胶体36无法发生大范围的基于离心力的形变，当伸缩芯杆23带动检测环24检测完毕而自动回位时，由于伸缩芯杆23自身的弹力势能会自动驱动其快速移动，因此调节套35上的软胶体36会发生大范围的基于离心力的扩张形变，因此楔板33受挤压力作用会拉动连杆34使得扭力板32向上偏移，将其上的土壤倾倒回原开挖土壤中，从而有效避免了土层环境受到人为破坏。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用经纬度确定相关的工业固体废物的可见排放区域；
S2、将各个监测设备距离与可见工业固体废物标准距离的三维空间中，形成以包围状均布的内场监测，且保证各个监测设备间的距离差维持在一定标准范围内；
S3、将可见工业固体废物与各个内场监测设备的连接辐射线上的外侧区域继续均布监测设备形成外场监测；
S4、构建无线数据传输网络，对各个监测点的土壤重金属数据信息进行收集，同步的在监测点实时检测污染土壤的湿度信息并接收；
S5、对土壤的重金属数据信息进行预处理，对缺失及错误的土壤重金属数据进行校正；
S6、对含重金属的土壤湿度信息进行监测收集，进行偏最小二乘法等方法建立的线性模型进行重金属检测数据的多重校正；
S7、建立工业固体废物周边的重金属监测数据库，利用内、外场监测布控的数据信息，获取重金属的变迁信息，并进行不同场向重金属的变迁预测。
2.一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，应用于权利要求1所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测工艺，包括监测架(1)，其特征在于：所述监测架(1)的内腔上壁驱动连接有监测机构(2)，所述监测机构(2)包括伸缩挖管(21)，所述伸缩挖管(21)的外围转动连接有调节环(22)，所述伸缩挖管(21)的内腔底部滑动连接有伸缩芯杆(23)，所述伸缩芯杆(23)的底部外围固定套接有检测环(24)，所述伸缩芯杆(23)的顶部外围转动连接有齿框(25)，所述监测架(1)的内腔左壁转动连接有转动齿轮(26)，所述监测架(1)的内腔左壁滑动连接有伸缩块(27)，所述伸缩块(27)的底部转动连接有弹力卡块(28)。
3.根据权利要求2所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，其特征在于：所述伸缩挖管(21)的底部开设有与所述伸缩芯杆(23)对应的滑槽。
4.根据权利要求2所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，其特征在于：所述调节环(22)与所述监测架(1)的内壁之间滑动连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，其特征在于：所述齿框(25)与所述监测架(1)的内壁之间滑动连接，所述齿框(25)与所述转动齿轮(26)之间啮合连接。
6.根据权利要求2所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，其特征在于：还包括回填机构(3)，所述回填机构(3)活动连接在所述监测架(1)的内腔底部，所述回填机构(3)包括凹槽(31)，所述凹槽(31)的内腔下壁转动连接有扭力板(32)，所述凹槽(31)的内腔侧壁滑动连接有楔板(33)，所述楔板(33)与所述扭力板(32)之间活动连接有连杆(34)，所述凹槽(31)的内腔顶部转动连接有调节套(35)，所述调节套(35)的外围固定连接有软胶体(36)，所述调节套(35)的内壁啮合连接有蜗杆(37)。
7.根据权利要求6所述的一种用于工业固体废物排放的土壤重金属智能监测设备，其特征在于：所述蜗杆(37)与所述齿框(25)之间固定连接。
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