CN2662240Y - 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 - Google Patents
垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2662240Y CN2662240Y CN 200320100689 CN200320100689U CN2662240Y CN 2662240 Y CN2662240 Y CN 2662240Y CN 200320100689 CN200320100689 CN 200320100689 CN 200320100689 U CN200320100689 U CN 200320100689U CN 2662240 Y CN2662240 Y CN 2662240Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- landfill
- data
- leak
- detecting electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
一种垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置,在土工膜上铺设至少一个发射电极,填埋场以外的土壤中埋设一个接收电极;两电极分别连接至直流电源;土工膜下铺设至少一个检测电极,在填埋区以外铺设一个参比电极,检测电极与参比电极联接至渗漏检测仪;渗漏检测仪主要由主机、主控制箱、数据采集箱组成。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置。
背景技术
为了防止地下水被污染,填埋场防渗衬层系统是填埋场建设必不可少的设施,其作用是将填埋场内外隔绝,控制渗滤液进入粘土及地下水。这一系统的通用材料主要有粘土和人工合成材料,人工合成材料最常用的是高密度聚乙烯(HDPE),在填埋场建设投资中,防渗层的投资巨大。由于HDPE本身质量或施工原因,填埋场防渗层往往出现渗漏,因此,及时查找到渗漏点的准确位置并进行修补就显得格外重要。
实用新型内容
本实用新型的目的提供一种垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置。
本实用新型采用的技术原理是利用垃圾填埋场土工膜(HDPE)的电绝缘性来实现检测目的。
具体地说,本实用新型是在垃圾填埋体中放置若干个发射电极,发射电极的数量视垃圾填埋场的规模而定,每个发射电极的间距在5-15m左右,但不以此为限;填埋场以外的土壤中设置一个接收电极。给这两个电极(发射电极和接收电极)加一定的电压,当土工膜没有漏洞时,不能形成回路,不产生电流;当有漏洞时,电流就以垃圾渗滤液为导体穿过漏洞形成回路,显示一定的电流值。
同时在土工膜下按一定距离埋置若干检测电极,检测电极的数量同样视垃圾填埋场的规模而定,每个检测电极的间距一般为1-5m左右,但不以此为限;在远离填埋区的土壤中埋置一个参比电极,每个检测电极都与参比电极联接。通过漏洞的电流使得膜下土壤中的电势发生变化,可以检测到检测电极和参比电极之间的电势差(电压)。电势差随检测电极离漏洞的远近而发生了变化,离漏洞越近的检测电极,其与参比电极的电势差越大,根据它们之间的关系,解算出漏洞的具体位置。
通过上述各电极采集的数据,进行如下分析:
设定判断参数(无漏洞、有漏洞分别对应的电流值);
根据采集来的电流值进行判断;
如果判断出现漏洞,就采集检测电极的数据(感应电压),并找到最大值,标出该检测电极的位置;
确定搜索起始值、步长;
搜索感应电压最大值附近的另外5个感应电压值,标出位置。这6个检测电极所围成的六角形区域即为漏洞所在区域。
6个位置的点参与计算,计算过程如下:
设在电阻率为ρ的均匀半空间介质中,有一个点电流源S,其电流强度为I,在距S点的距离为R的D点处的电位,由拉普拉斯方程求得为:
在垃圾填埋场中,当土工膜上有漏洞时,加在膜两侧的电压就形成回路,把通过漏洞处的电流看为一个点电流源,其在垃圾和膜下的土壤中都应该满足等式(1)。
令
则式(1)就变为
实际中测得的是埋在膜下的电极和埋在离填埋区较远的参比电极之间的电势差。设参比电极与漏洞的距离为RC,则所测得的电势差表达为
因为RC>>R,(3)式可简化为
根据已经确定位置的6个点,在漏洞所在区域进行内插值计算:在漏洞所在区域任意确定一点,该点到6个检测电极之间的距离是可以确定的,又由于6个电极的电压值是确定的,那么根据公式(4)可以计算出6个K值。
因为K是一个变值,但是在检测的短暂过程中我们可以认为其是一个定值。如果计算所得的6个K值相等,就可以断定,该插值点就是漏洞所在点。由于误差等其他原因,要6个K值完全相等是不可能的,因此,在计算中,只要6个K值的方差最小,就确定该插值点是漏洞点。
假设在平面上电压随距离衰减的模型为拉普拉斯方程,根据所得的渗漏点,计算漏点对整个垃圾填埋场电压场的影响,并将这些影响从各检测电极实测电压中扣除,这样就生成了一个新的电压场数据集,继续进行判断计算,直到程序结束。
以上是检测基本原理和方法,下面介绍实现该原理和方法的检测装置。
渗漏检测装置包括检测电极/参比电极、发射电极/接收电极、恒压电源、渗漏检测仪。其中:
发射电极和接收电极同为金属制成,可以是块状、管状、线状或片状。从电极面积和使用效果考虑,一般制成片状较好。上述两个电极分别通过导线连接至一直流电源的两极上。本实用新型采用的是直流恒压电源。
检测电极和参比电极同为金属管,通过导线连接至一渗漏检测仪。
上述两组电极出于防腐和防锈的原因,均采用不锈钢或不易生锈的如合金或镀有合金层等金属材料。
本实用新型中的渗漏检测仪由主机、主控制箱、数据采集箱组成,其中:
数据采集箱采用A/D转换芯片,采用模拟开关进行输入通道的选择,由单片机和数据存储器组成控制系统,能够完成数据信号的采集与存储;完成各区“检测电极”及“发射电极/接收电极”电流的采集和存储。
数据通讯完成主机与各数据采集箱的数据交换。
电源控制采用固态继电器由单片机实现对供电电源的控制,完成各数据采集区电源的切换。
供电电源的电流采集采用电流互感器将电流转换为电压信号,然后将其进行模数转换。
主控制箱:实现与主机以及数据采集箱的数据交换。
主机完成系统的控制,包括对数据采集的控制、数据的分析、显示、历史数据的存储及查询、打印报表等。
附图说明
图1为本实用新型检测方法原理图。
图2为本实用新型检测电极布设方式。
图3为本实用新型采用的渗漏检测仪原理图。
图4为本实用新型渗漏检测分析流程图。
具体实施方式
请结合参阅图1。土工膜5上铺设发射电极1,每个发射电极间距10m,在填埋场11以外的土壤10中埋设一接收电极2。上述两电极1、2均为镀钌钛片电极φ30mm×1mm,导线(1.5mm2)焊接在镀钌钛片中心,分别联接至直流输出1000V的恒压电源3的正(负)极。
土工膜下铺设检测电极8,检测电极间距为3m,在远离填埋区的土壤中铺设参比电极9,每个检测电极都与参比电极联接。检测电极的数量越多,其检测准确度越高,但检测系统的投资则越高,为解决这一矛盾,本实用新型将检测电极布设在蜂窝状,这样不但可以减少检测电极的铺设数量,而且能提高准确度,如图2所示。检测电极与参比电极都为不锈钢管电极φ20mm(外径)×2mm(壁厚)×150mm(长),导线(1.5mm2)焊接在电极外壁。检测电极与参比电极联接至渗漏检测仪。
渗漏检测仪为全微机型直流采样、数字计算判断并显示,由主机、主控制箱、数据采集箱集成,其硬件系统构成见图3。工作原理是:
数据采集:采用16位A/D转换芯片AD976,输入电压范围为±10V,采用16选1的模拟开关ADG406进行输入通道的选择,由单片机89C51和数据存储器CY7c199组成控制系统,能够完成128路数据信号的采集与存储。完成各区“检测电极”及“发射电极/接收电极”电流的采集和存储。
数据通讯:采用CAN总线实现数据的传输,它具有传输距离远和出数线路简单等优点,采用CAJ1000和PCAB2C250芯片完成。完成主机与各数据采集箱的数据交换。
电源控制:采用固态继电器由单片机实现对供电电源的控制,其主要控制芯片为74HC373、74HC240,完成各数据采集区电源的切换。
供电电源的电流采集:采用电流互感器将1A以下的电流转换为0-5V的电压信号,然后将其进行模数转换。
主控制箱:CPU板1块,实现与主机以及数据采集箱的数据交换。
CPU通过模拟开关的译码电路选择相应通道,将对应的一路模拟信号经A/D转换后,经CPU由CAN总线传递给主机。
CPU板与继电器控制板相连,根据CPU的指令,继电器板选择相应的继电器将对应的1000伏电源和十路供电电极中得一路相连,为其提供电力;
主机通过CAN总线与各数据采集箱相连并交换数据,并完成系统的控制,包括对数据采集的控制、数据的分析、显示、历史数据的存储及查询、打印报表等。
数据的采集、分析过程如下:
设定判断参数(无漏洞、有漏洞分别对应的电流值);
根据采集来的电流值进行判断;
如果判断出现漏洞,就采集检测电极的数据(感应电压),并找到最大值,标出该检测电极的位置;
确定搜索起始值、步长;
搜索感应电压最大值附近的另外5个感应电压值,标出位置;这6个检测电极所围成的六角形区域即为漏洞所在区域。
6个位置的点参与计算,计算过程如下:
设在电阻率为ρ的均匀半空间介质中,有一个点电流源S,其电流强度为I,在距S点的距离为R的D点处的电位,由拉普拉斯方程求得为:
在垃圾填埋场11中,当土工膜5上有漏洞4时,加在膜两侧的电压3就形成回路7,把通过漏洞处的电流看为一个点电流源,其在垃圾和膜下的土壤中都应该满足等式(1)。
令
则式(1)就变为
实际中测得的是埋在膜下的电极和埋在离填埋区较远的参比电极之间的电势差。如图1中所示的伏特表的读数。假设参比电极与漏洞的距离为RC,则实验中所测得的电势差表达为
因为RC>>R,(3)式可简化为
根据已经确定位置的6个点,在漏洞所在区域进行内插值计算:在漏洞所在区域任意确定一点,该点到6个检测电极之间的距离是可以确定的,又由于6个电极的电压值是确定的,那么根据公式(4)可以计算出6个K值。
因为K是一个变值,但是在检测的短暂过程中我们可以认为其是一个定值。如果计算所得的6个K值相等,就可以断定,该插值点就是漏洞所在点。由于误差等其他原因,要6个K值完全相等是不可能的,因此,在计算中,只要6个K值的方差最小,就确定该插值点是漏洞点。
假设在平面上电压随距离衰减的模型为拉普拉斯方程,根据所得的渗漏点,计算漏点对整个垃圾填埋场电压场的影响,并将这些影响从各检测电极实测电压中扣除,这样就生成了一个新的电压场数据集,继续进行判断计算,直到程序结束。
上述分析流程如图4所示。
Claims (7)
1、一种垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置,其特征在于,包括有:
土工膜上铺设至少一个发射电极,填埋场以外的土壤中埋设一个接收电极;两电极分别连接至直流电源;
土工膜下铺设至少一个检测电极,填埋区以外铺设一个参比电极,检测电极与参比电极联接至渗漏检测仪;
渗漏检测仪由主机、主控制箱、数据采集箱组成,其中:
主机通过CAN总线与CAN总线控制器连接;
CAN总线控制器与主控制箱相连接;
主控制箱与继电器控制板相连;
数据采集箱采用A/D转换芯片,模拟开关选择输入通道,单片机和数据存储器组成控制系统;
数据通讯采用CAN总线;
2、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述检测电极呈蜂窝状布设。
3、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述发射电极和接收电极为镀钌钛片电极。
4、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述检测电极与参比电极为不锈钢管电极。
5、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据采集采用16位A/D转换芯片。
6、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述电源控制采用固态继电器。
7、如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述供电电源采用电流互感器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200320100689 CN2662240Y (zh) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 200320100689 CN2662240Y (zh) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN2662240Y true CN2662240Y (zh) | 2004-12-08 |
Family
ID=34339373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 200320100689 Expired - Lifetime CN2662240Y (zh) | 2003-11-26 | 2003-11-26 | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN2662240Y (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101241092B (zh) * | 2007-02-07 | 2011-04-13 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾填埋场渗漏检测区块化快速检测装置 |
CN101162220B (zh) * | 2006-10-16 | 2012-07-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 填埋气体和渗滤液传输过程的监测试验系统 |
CN102853970A (zh) * | 2012-09-01 | 2013-01-02 | 合肥向上电子科技有限公司 | 基于垃圾填埋池防渗衬层的漏点检测处理系统 |
CN102879827A (zh) * | 2012-09-01 | 2013-01-16 | 合肥向上电子科技有限公司 | 垃圾填埋场漏点定位方法 |
CN105758590A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-13 | 神华集团有限责任公司 | 渗漏监测系统和方法 |
CN105784280A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-20 | 上海胜创环保科技有限责任公司 | 调节池监控的边坡渗漏定位方法 |
CN110441208A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-12 | 陈芬娜 | 一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法 |
CN111912587A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-11-10 | 中国环境科学研究院 | 固废陆地处置设施渗漏状况评估与破损定位的方法及系统 |
US12000757B2 (en) | 2020-07-10 | 2024-06-04 | Chinese Research Academy Of Environmental Sciences | Method and system for leakage status evaluation and leaks location of solid waste land disposal facility |
-
2003
- 2003-11-26 CN CN 200320100689 patent/CN2662240Y/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101162220B (zh) * | 2006-10-16 | 2012-07-25 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 填埋气体和渗滤液传输过程的监测试验系统 |
CN101241092B (zh) * | 2007-02-07 | 2011-04-13 | 中国环境科学研究院 | 一种垃圾填埋场渗漏检测区块化快速检测装置 |
CN102853970A (zh) * | 2012-09-01 | 2013-01-02 | 合肥向上电子科技有限公司 | 基于垃圾填埋池防渗衬层的漏点检测处理系统 |
CN102879827A (zh) * | 2012-09-01 | 2013-01-16 | 合肥向上电子科技有限公司 | 垃圾填埋场漏点定位方法 |
CN102879827B (zh) * | 2012-09-01 | 2016-05-04 | 合肥向上电子科技有限公司 | 垃圾填埋场漏点定位方法 |
CN105758590A (zh) * | 2016-03-25 | 2016-07-13 | 神华集团有限责任公司 | 渗漏监测系统和方法 |
CN105784280A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-20 | 上海胜创环保科技有限责任公司 | 调节池监控的边坡渗漏定位方法 |
CN110441208A (zh) * | 2019-08-09 | 2019-11-12 | 陈芬娜 | 一种填埋场防渗系统跟踪监测井及其布置方法 |
CN111912587A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-11-10 | 中国环境科学研究院 | 固废陆地处置设施渗漏状况评估与破损定位的方法及系统 |
US12000757B2 (en) | 2020-07-10 | 2024-06-04 | Chinese Research Academy Of Environmental Sciences | Method and system for leakage status evaluation and leaks location of solid waste land disposal facility |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1621823A (zh) | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测方法及其检测装置 | |
CN102889967B (zh) | 垃圾填埋场土工膜渗漏快速检测系统及检测方法 | |
CN2662240Y (zh) | 垃圾填埋场防渗层渗漏电学检测装置 | |
CN101034129A (zh) | 发变电站接地网在线监测方法及其装置 | |
CN100337127C (zh) | 在金属管线探测中直观指示管线位置的方法及其装置 | |
CN104360398A (zh) | 基于二维电阻率成像技术定位人工湿地堵塞区域的方法 | |
CN102033097B (zh) | 垃圾填埋场渗漏电学检测方法及装置 | |
CN105675237A (zh) | 垃圾填埋场防渗层漏洞检测系统及检测方法 | |
CN106706029B (zh) | 一种面向地下结构施工的土体性能监测装置及其工作方法 | |
CN105258765A (zh) | 一种坝体静水位原位自动监测系统及方法 | |
CN111257537B (zh) | 一种土体沉降分层监测装置及安装方法、使用方法 | |
CN111123364A (zh) | 一种生活垃圾填埋场防渗土工膜渗漏破损的检测方法 | |
CN102121842B (zh) | 生活垃圾填埋场渗沥液高度监测装置 | |
CN100337126C (zh) | 金属管线探测中判断跟踪正误和鉴别管线的方法及装置 | |
CN202548085U (zh) | 堤坝防渗墙埋深的检测装置 | |
CN111912587A (zh) | 固废陆地处置设施渗漏状况评估与破损定位的方法及系统 | |
JPH0663901B2 (ja) | 遮水構造物の漏水検知方法 | |
CN2795875Y (zh) | 在金属管线探测中直观指示管线位置的装置 | |
CN109813500A (zh) | 利用时域有限差分原理定位hdpe膜渗漏位置的方法 | |
CN201983832U (zh) | 生活垃圾填埋场渗沥液高度监测装置 | |
CN2881625Y (zh) | 一种防渗层渗漏的偶极子检测装置 | |
CN213709647U (zh) | 一种用于基坑止水帷幕渗漏检测装置 | |
JPH11248590A (ja) | 漏水発生位置検出方式 | |
CN211978740U (zh) | 一种用于垃圾填埋场的防护膜破损点精确定位系统 | |
CN109977618B (zh) | 阴极保护远程检测装置的模块化设计方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Patentee after: Chinese Research Academy of Environmental Sciences Patentee before: Chinese Research Academy of Environmental Sciences |
|
C17 | Cessation of patent right | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Expiration termination date: 20131126 Granted publication date: 20041208 |