CN211235851U - 一种便携式土层测气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式土层测气装置，属于土层气体测量技术领域，解决现有便携式复合气体测气仪(如PGM‑54型)只能测量大气中气体的浓度，而不能直接测量土层介质中气体的浓度的难题。本实用新型的便携式土层测气装置包括：箱体及位于箱体内部的测气仪、测量杯、工具箱、操作平台和导气管；箱体包括箱体本体和箱盖，箱体本体和箱盖相适配；箱盖上设有密封盖，密封盖与测量杯配合，用于密封测量杯；测量杯用于盛放待测土层样品；操作平台配合刀具进行粘性土的岩芯切除及破碎。本实用新型的便携式土层测气装置用于测量土样中挥发性有机物、甲烷、硫化氢、氧气、二氧化碳的气体浓度。

Description

一种便携式土层测气装置

技术领域

本实用新型属于土壤气体测量技术领域，尤其涉及一种便携式粘性土层测气装置。

背景技术

国际上分析大气及土壤中挥发性有机气体(VOCs)的方法，一般分为室内分析和现场分析两类:室内分析首先将环境中的VOCs气体收集在钢瓶、塑料袋、吸附管、液相溶剂内，然后在室内通过低温捕获解析等物理化学过程，最后进入GC或GC－MS仪，定量分析VOCs浓度；现场分析是采用便携式气相色谱仪器，或采用直接推进设备(Direct Push)，在野外环境条件下定性或半定量地分析VOCs的浓度，如光离子检测仪(PID)和火焰离子检测仪(FID)，薄膜界面探测仪(MIP)等。

基于经济因素和现场快速筛查的要求，在调查污染场地时，选择了美国RAE公司生产的PGM－54型便携式复合气体测气仪。该仪器能测定挥发性有机气体等五种气体的含量，但是从厂家购买的仪器，只能测量大气中有关气体的浓度，而不能直接测量土层介质中气体的浓度。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种便携式土层测气装置，用以解决现有的PGM－54型复合气体测气仪只能测量大气中有关气体的浓度，而不能直接测量土层介质中气体的浓度的难题。本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种便携式土层测气装置，包括箱体及位于箱体内部的测气仪、测量杯、工具箱、操作平台和导气管；

箱体包括箱体本体和箱盖，箱体本体和箱盖相适配，箱体本体用于盛放测气仪、测量杯、工具箱、操作平台和导气管；

箱盖上设有密封盖，密封盖与测量杯配合，用于密封测量杯；

测气仪用于测量土样中挥发性有机物、甲烷、硫化氢、氧气、二氧化碳的气体含量；

测量杯用于盛放待测土层样品，工具箱用于放置刀具和破碎工具，刀具用于切割粘性土的岩芯；

操作平台配合刀具进行粘性土的岩芯切除，并配合破碎工具对待测土层进行破碎。

在一种可能的设计中，导气管为可拆卸式导气管，用于连通测气仪和测量杯，将测量杯中的气体导入测气仪中；导气管的两端均设有密封接头，导气管通过两个密封接头将测气仪和测量杯连通。

在一种可能的设计中，测气仪为PGM-54型便携式复合气体测气仪。

在一种可能的设计中，箱盖上还设有观察操作窗口，观察操作窗口用于操作测气仪并观察测试结果。

在一种可能的设计中，观察操作窗口上设有透明薄膜，所述透明薄膜为PET薄膜，用于防止外部粉尘通过操作窗口污染测气仪。

在一种可能的设计中，测量杯为透明材质；测量杯上端面设有密封胶圈，用于与密封盖相适配，提高密封性。

在一种可能的设计中，测量杯的外表面标记有刻度值，用于标记放置待测土样的体积。

在一种可能的设计中，导气管与测量杯的上端连接，并且连接端设有过滤网，用于防止破碎土样进入导气管内。

在一种可能的设计中，箱体内设置有多个容纳槽的支撑体，测气仪、测量杯、工具箱、操作平台分别放置在对应的容纳槽内，支撑体为硬质壳、泡沫或塑料材质。

在一种可能的设计中，箱体本体和箱盖能够打开和闭合；所述箱体本体的外部设有把手，便于携带搬运箱体。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下实用效果之一：

1、本实用新型通过将PGM-54型便携式复合气体测气仪与操作平台、操作工具、测量杯集成于一个箱体内，用于野外直接测量土层介质中VOCs等气体的浓度，既解决了美国RAE公司生产的PGM－54型便携式复合气体测气仪等只能测量大气中有关气体的浓度，而不能直接测量土层介质中气体浓度的技术问题，又方便携带；

2、本实用新型通过将PGM-54型便携式复合气体测气仪采用导气管将测量杯与测气仪相连接，且导气管的两端设有密封接头，导气管与测量杯相连接出设有过滤网，有效防止气体在传输过程的泄露，且导气管与测量杯连接的一端设有过滤网，用于过滤气体，防止测量杯中的固体粘土颗粒进入导气管，堵塞导气管，影响测气仪性能及测量结果；

3、本实用新型测气装置，能快速测量钻探过程中土层中VOCs等气体浓度变化，并容易观察和记录峰值，以指导土样的科学采集。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型便携式土层测气法装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型便携式土层测气法装置的俯视图；

图3为本实用新型便携式土层测气法装置在箱盖打开状态下的俯视图；

图4为本实用新型便携式土层测气法装置在箱盖打开状态下的整体结构示意图；

图5为本实用新型便携式土层测气法装置测试结果和实验室方法方法测量的结果分析对比。

图中：1-箱体；2-测气仪；3-测量杯；4-工具箱；5-操作平台；6-导气管；7-观察操作窗口；8-密封盖。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型提供了一种便携式土层测气装置，如图1-4，用于野外直接测量土层介质中气体的浓度，解决了现有的测气仪只能测量大气中有关气体的浓度，而不能直接测量土层介质中气体的浓度的技术问题。

一种便携式土层测气装置包括箱体1及位于箱体1内部的测气仪2、测量杯3、工具箱4、操作平台5和导气管6。

箱体1包括箱体本体和箱盖，箱体本体和箱盖相适配，箱体本体和箱盖能够打开和闭合。

箱体本体用于盛放测气仪2、测量杯3、工具箱4、操作平台5和导气管6。箱体本体的外部设有把手，便于携带搬运箱体1。

箱体1内设置有多个容纳槽的支撑体，所述测气仪2、测量杯3、工具箱3、操作平台5分别放置在对应的容纳槽内，所述支撑体为硬质壳、泡沫或塑料材质。

箱盖上设有观察操作窗口7和密封盖8，观察操作窗口7上设有透明薄膜，优选为PET薄膜，透明薄膜能够防止外部尘土污染测气仪2。观察操作窗口7用于操作测气仪2并观察测试结果，密封盖8与测量杯3配合，用于密封测量杯3。

测气仪2用于测量土样中挥发性有机物、甲烷、硫化氢、氧气、二氧化碳的气体含量。

测量杯3用于盛放待测土层样品，测量杯3为透明材质，且外表面标记有刻度值，用于标记放置待测土样的体积；测量杯3上端面设有密封胶圈，用于与密封盖8相适配，提高密封性。

工具箱4用于放置刀具和破碎工具，刀具用于切除粘性土的岩芯，破碎工具配合操作平台5对待测土层进行破碎。

操作平台5配合刀具进行粘性土的岩芯切除。操作平台5可在箱体内操作也可以拿出箱体，在箱体外操作。

导气管6为可拆卸式导气管，用于连通测气仪2和测量杯3，将测量杯3中的气体导入测气仪2中。导气管6的两端均设有密封接头，导气管6通过两个密封接头与测气仪2和测量杯3连通，有效防止气体在传输过程的泄露，导气管6与测量杯3的上端连接，连接端设有过滤网，用于防止破碎土样进入导气管6内，堵塞导气管6，影响测气仪2性能及测量结果。

便携式土层VOCs测气装置测得的气相VOCs的浓度与土层VOCs的浓度具有较好的正相关关系，可以用这种经济、半定量的测气方法，快速了解场地土层介质中VOCs的污染特征。

实施例1

本实施例提供了一种便携式土层测气装置，如图1-4，包括箱体1及位于箱体1内部的测气仪2、测量杯3、工具箱4、操作平台5和导气管6。

箱体1包括箱体本体和箱盖，箱体本体和箱盖相适配。

箱体本体用于盛放测气仪2、测量杯3、工具箱4、操作平台5和导气管6。箱体本体的外部设有把手，便于携带搬运箱体1。

箱盖上设有观察操作窗口7和密封盖8，观察操作窗口7上设有透明薄膜，优选为PET薄膜，透明薄膜能够防止外部尘土污染测气仪2。观察操作窗口7用于操作测气仪2并观察测试结果，密封盖8与测量杯3配合，用于密封测量杯3。

测气仪2用于测量土样中挥发性有机物、甲烷、硫化氢、氧气、二氧化碳的气体含量。选用美国RAE公司生产的PGM-54型便携式复合气体测气仪。该仪器能测定挥发性有机气体等五种气体的含量，仪器的测量功能及技术指标包括：

1)挥发性有机物(VOCs)，分辨率0.1ppm，测量范围0.1～1000ppm；

2)甲烷(CH₄)，分辨率1％，测量范围1％～100％；

3)硫化氢(H₂S)，分辨率1ppm，测量范围1～100ppm；

4)氧气(O₂)，分辨率0.1％，测量范围0.1％～20.9％；

5)二氧化碳(CO₂)，分辨率10ppm，测量范围0～20000ppm。

测量杯3用于对待测土层进行破碎，测量杯3为透明材质，容积为500ml，且外表面在容积300ml处有标记。

工具箱4用于放置刀具和破碎工具，刀具用于切除粘性土的岩芯，破碎工具配合操作平台5对待测土层进行破碎。

操作平台5配合刀具进行粘性土的岩芯切除。操作平台5可在箱体内操作也可以拿出箱体，在箱体外操作。

导气管6为可拆卸式导气管，用于连通测气仪2和测量杯3，将测量杯3中的气体导入测气仪2中。导气管6的两端均设有密封接头，导气管6通过两个密封接头与测气仪2和测量杯3连通，有效防止气体在传输过程的泄露，导气管6与测量杯3的上端连接，并且连接端设有过滤网，用于防止破碎土样进入导气管6内，堵塞导气管6，影响测气仪2性能及测量结果。

实施例2

一种便携式土层VOCs测气装置的使用方法，步骤如下：

S1：用钻探设备(如冲击钻)等取样设备，采集一定深度的土样(粘性土、砂土均可)至地表；

S2：打开便携式土层VOCs测气装置的箱子；

S3：待测样品采集及预处理；

1)如果待测样品为粘性土，将采集的待测样品置于操作平台5上，用不锈钢刀具切除底部3～5cm厚的岩芯，采用破碎工具将粘性土快速碎化成直径约2cm的小块，将破碎后的粘性土放入测量杯3标记的高度处；

2)如果待测样品为砂土，无需经过破碎处理，直接将砂土装入测量杯3内，调整砂土的高度为测量杯3标记处高度；

S4：取出测量杯3，水平摇动5次；

S5：安装导气管6，将导气管6设有过滤网的一端与测量杯3上端连接，另一端与测气仪2相连接；

S6：将箱体1的箱盖与箱体本体关闭，密封盖8与测量杯3密封；

S7：启动PGM-54型便携式复合气体测气仪，设置相关参数值；

S8：读取并记录被测土样气体的最大浓度值；

S7：打开盛放装置的盖子，倒出待测样品，使气体充分挥发，清理并关闭设备。

本实施例方法的优点是，能连续测量气体浓度变化，并容易观察和记录峰值；并且能够对比砂土、粘性土中气体的浓度变化。

在数十个石油类污染场地调查中均使用了本实用新型测气装置。实践证明，其测量结果在鉴别包气带土层、砂层污染程度、判断污染深度方面，均与实验室定量分析结果吻合，如图5对比分析显示，由便携式仪器土层测气法测量的土层VOCs浓度变化趋势与实验室分析的VOCs组分浓度结果变化趋势一致，特别是在识别污染特征点(如土层中高浓度段、未污染底界)方面与定量分析结果非常吻合。这说明由便携式仪器土层测气法测得的气相VOCs的浓度与土层VOCs的浓度(气相和吸附相总和)具有较好的正相关关系，可以用这种经济、半定量的测气方法，快速了解场地土层介质中VOCs等的污染特征，具有良好的推广应用效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种便携式土层测气装置，其特征在于，包括箱体及位于箱体内部的测气仪、测量杯、工具箱、操作平台和导气管；

所述箱体包括箱体本体和箱盖，箱体本体和箱盖相适配，箱体本体用于盛放测气仪、测量杯、工具箱、操作平台和导气管；

所述箱盖上设有密封盖，密封盖与测量杯配合，用于密封测量杯；

所述测气仪用于测量土样中挥发性有机物、甲烷、硫化氢、氧气、二氧化碳的气体含量；

所述测量杯用于盛放待测土层样品，工具箱用于放置刀具和破碎工具，刀具用于切除粘性土的岩芯；

所述操作平台配合刀具进行粘性土的岩芯切除，并配合破碎工具对待测土层进行破碎。

2.根据权利要求1所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述导气管为可拆卸式导气管，用于连通测气仪和测量杯，将测量杯中的气体导入测气仪中；导气管的两端均设有密封接头，导气管通过两个密封接头将测气仪和测量杯连通。

3.根据权利要求1所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述测气仪为PGM-54型便携式复合气体测气仪。

4.根据权利要求1所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述箱盖上还设有观察操作窗口，观察操作窗口用于操作测气仪并观察测试结果。

5.根据权利要求4所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述观察操作窗口上设有透明薄膜，所述透明薄膜为PET薄膜，用于防止外部粉尘通过操作窗口污染测气仪。

6.根据权利要求1所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述测量杯为透明材质；所述测量杯上端面设有密封胶圈，用于与密封盖相适配，提高密封性。

7.根据权利要求6所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述测量杯的外表面标记有刻度值，用于标记放置待测土样的体积。

8.根据权利要求1所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述导气管与测量杯的上端连接，并且连接端设有过滤网，用于防止破碎土样进入导气管内。

9.根据权利要求1-8任一项所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述箱体内设置有多个容纳槽的支撑体，所述测气仪、测量杯、工具箱、操作平台分别放置在对应的容纳槽内，所述支撑体为硬质壳、泡沫或塑料材质。

10.根据权利要求9所述的便携式土层测气装置，其特征在于，所述箱体本体和箱盖能够打开和闭合；所述箱体本体的外部设有把手，便于携带搬运箱体。

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