环境检测电极、系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种环境检测电极、系统及方法，包括系统主控单元、电源转换单元和第二通信单元，以及多个环境检测电极。系统主控单元通过第二通信单元与多个环境检测电极建立通信，实现根据系统主控单元控制多个环境检测电极的功能。同时通过用于连接供电电源的电源转换单元，为环境检测系统中的各个组成部分实现供电，构成闭环的环境检测系统。通过将多个环境检测电极设置在待检测环境中，系统主控单元可实现对污染物的高精度动态检测，满足环境检测的需求。

【技术实现步骤摘要】
环境检测电极、系统及方法
本专利技术涉及环境检测
，特别是涉及一种环境检测电极、系统及方法。
技术介绍
环境污染场往往位于沟谷地带,地质结构往往具有裂隙节理发育的特征。一旦场区底部防渗处理不达标，将导致垃圾场发生渗漏污染。渗漏污染液由渗漏点进入地下渗漏通道向外扩散，其渗漏通道往往是与渗漏点连通的地下裂隙破碎带、节理密集带或透水层，渗流方向多为垃圾填埋场的下游，渗漏扩散速度与水力梯度、渗透系数和水动力弥散系数有关。垃圾场中产生这些有害液体如果渗透到地下水系，将造成严重的环境污染。因此，需要针对环境污染场进行环境检测。其中，检测防漏效果最直接的方法是钻孔取样后做化学分析。但是由于钻孔采样的数量是有限的，不易全面了解场区内污染物渗透的分布，而且调查工作的周期太长，实时性差，不适合作长期的检测。环境地球物理的方法能够克服上述问题，环境地球物理电法常用的有电阻率法和探地雷达法，瞬变电磁法。探地雷达法对浅层介质电性的变化有较高的灵敏度，它适合于在表层地面进行扫描探测工作，难以将探地雷达放置在防渗层低部进行工作。由于污染源的渗透途径往往由防渗层的局部破损处开始，难以形成大块体的岩体电性变化，瞬变电磁法存在分辨率不足的问题。传统的电阻率方法则可将检测电极直接永久性地布置于防渗层低部，且其分辨率较高，但其局限于测量装置类型，对于每次供电，仅采集两个电势值，其数据精准性不足，且其不能连续检测污染物的动态变化，难以适用于环保高精度要求领域。综上，传统的应用于环境污染场的环境检测方法还存在上述缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的应用于环境污染场的环境检测方法还存在的缺陷，提供一种环境检测电极、系统及方法。一种环境检测电极，包括电极外壳，以及设置在电极外壳内的电极主控单元、采集单元、第一通信单元和供电切换单元；电极主控单元分别连接采集单元、第一通信单元和供电切换单元，并通过第一通信单元对外通信；供电切换单元连接电极外壳，还用于连接外部供电电源；采集单元连接电极外壳，用于通过电极外壳放电或通过电极外壳采集相关数据。上述环境检测电极，第一通信单元用于与外部通信，接收控制信号。电极主控单元可根据控制信号控制采集单元通过电极外壳采集相关数据，或控制供电切换单元通过电极外壳放电。在电极外壳放电时，供电切换单元根据电极主控单元的控制为电极外壳提供放电所需的高电压。基于此，提供一种可执行放电和采集相关数据等两种功能的环境检测电极，丰富环境检测电极的应用。一种环境检测系统，包括系统主控单元、电源转换单元和第二通信单元，以及多个上述的环境检测电极；电源转换单元用于连接外部供电电源，并分别连接系统主控单元、第二通信单元和各供电切换单元；系统主控单元通过第二通信单元分别连接各第一通信单元。上述的环境检测系统，系统主控单元通过第二通信单元与多个环境检测电极建立通信，实现根据系统主控单元控制多个环境检测电极的功能。同时通过用于连接供电电源的电源转换单元，为环境检测系统中的各个组成部分实现供电，构成闭环的环境检测系统。通过将多个环境检测电极设置在待检测环境中，系统主控单元可实现对污染物的高精度动态检测，满足环境检测的需求。一种环境检测方法，应用于上述的环境检测系统，包括步骤：控制任意两个环境检测电极放电，并控制除任意两个环境检测电极外的环境检测电极采集相关数据；根据相关数据获得环境检测结果。上述的环境检测方法，通过控制任意的一个或多个环境检测电极放电，形成地下电场，并控制除任意的一个或多个环境检测电极外的环境检测电极采集相关数据，实现对环境污染物的高精度动态检测。根据动态检测到的相关数据，得到地下电场分布，以获得环境检测结果。附图说明图1为实施例一的环境检测电极的结构示意图；图2为环境检测电极外壳结构示意图；图3为实施例二的环境检测系统模块结构示意图；图4为实施例三的环境检测方法流程图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术图1为实施例一的环境检测电极的结构示意图，如图1所示，环境检测电极包括电极外壳100，以及设置在电极外壳100内的电极主控单元101、采集单元102、第一通信单元103和供电切换单元104；电极主控单元101分别连接采集单元102、第一通信单元103和供电切换单元104，并通过第一通信单元103对外通信；其中，第一通信单元103对外通信，用于接收外部的控制信号或向外传输相关数据。第一通信单元103可为具备有线通信能力或无线通信能力的通信模块，包括WIFI通信模块、GPRS通信模块、USB模块或RS485通信模块等。在其中一个实施例中，第一通信单元103选用RS485通信模块，以有线通信的方式与外部建立通信，保证在环境检测电极埋于地下或强电磁等环境下的工作稳定性。电极主控单元104为具备定向数据处理能力的装置，可根据接收到的控制信号分别对采集单元102、第一通信单元103和供电切换单元104进行相应控制。在其中一个实施例中，电极主控单元104可为单片机，包括STM8单片机或51单片机等。其中，电极主控单元104可根据控制信号控制采集单元102进行相关数据的采集。供电切换单元104连接电极外壳100，还用于连接外部供电电源；其中，供电切换单元104根据外部供电电源的供电实现供电，供电切换单元104用于切换输出供电电压的大小。在其中一个实施例中，供电切换单元104为具备高低压供电切换能力的电压转换器。供电切换单元104可根据电极主控单元104的控制切换输出供电电压的大小。其中，供电切换单元104通过电极主控单元101间接分别为采集单元102和第一通信单元103供电，并对电极外壳进行直接供电。在其中一个实施例中，电极主控单元101可控制供电切换单元104对采集单元102、第一通信单元103和电极外壳100的供电回路的通断。在其中一个实施例中，供电切换单元104在切换至高压输出供电时，与电极主控单元101、采集单元102、第一通信单元103和供电切换单元104的供电回路处于断开状态，只通过电极外壳100向外放电。其中，可选用具备导电性能的电极外壳100，使电极外壳100形成放电电极。或者通过在电极外壳设置具备放电能力的构件，将供电切换单元104的高压输出传输至电极外壳上的具备放电能力的构件上，使具备放电能力的构件形成放电电极。采集单元102连接电极外壳100，用于通过电极外壳100采集相关数据。其中，采集单元102为具备采集环境检测所需相关数据的装置。一般地，相关数据包括电阻率数据，采集单元102即为采集电阻率数据的装置。在其中一个实施例中，采集单元102为Max1120数据采集电路，Max1120数据采集电路包括多个数据采集通道，可精确地采集相应的电阻率数据。上述环境检测电极，第一通信单元103用于与外部通信，接收控制信号。电极主控单元101可根据控制信号控制采集单元102通过电极外壳100采集相关数据，或控制供电切换单元104通过电极外壳100放电。在电极外壳100放电时，供电切换单元104根据电极主控单元101的控制为电极外壳100提供放电所需的高电压。基于此，提供一种可执行放电和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境检测电极，其特征在于，包括电极外壳，以及设置在所述电极外壳内的电极主控单元、采集单元、第一通信单元和供电切换单元；所述电极主控单元分别连接采集单元、第一通信单元和供电切换单元，并通过所述第一通信单元对外通信；所述供电切换单元连接所述电极外壳，还用于连接外部供电电源；所述采集单元连接所述电极外壳，用于通过所述电极外壳采集相关数据。

【技术特征摘要】
1.一种环境检测电极，其特征在于，包括电极外壳，以及设置在所述电极外壳内的电极主控单元、采集单元、第一通信单元和供电切换单元；所述电极主控单元分别连接采集单元、第一通信单元和供电切换单元，并通过所述第一通信单元对外通信；所述供电切换单元连接所述电极外壳，还用于连接外部供电电源；所述采集单元连接所述电极外壳，用于通过所述电极外壳采集相关数据。2.根据权利要求1所述的环境检测电极，其特征在于，所述电极外壳包括金属管件和绝缘帽；所述绝缘帽固定于所述金属管件的开口处，用于与所述金属管件形成密封空间；所述电极主控单元、采集单元、第一通信单元和供电切换单元设置在所述密封空间；所述采集单元连接所述金属管件；所述供电切换单元连接所述金属管件。3.根据权利要求2所述的环境检测电极，其特征在于，还包括设置在所述绝缘帽上的插座；所述第一通信单元用于通过所述插座对外通信；所述供电切换单元用于通过所述插座连接外部供电电源。4.根据权利要求3所述的环境检测电极，其特征在于，所述插座为多芯航空插座。5.一种环境检测系统，其特征在于，包括系统主控单元、电源转换单元和第二通信单元，以及多个如权利要求1至4任意一项所述的环境检测电极；所述电源转换单元用于连接外部供电电源，并分别连接所述系统主控单元、第二通信单元和各供电切换单元；所述系统主控单元通过所述第二通信单元分...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪华安，肖波，刘伟，董龙飞，程小久，丁金伟，马海毅，李学山，徐正元，刘志伟，尚浩冉，曾亮，胡学玲，杨富淋，夏健，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，广东科诺勘测工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44