一种随钻原位土壤有机污染检测装置和检测方法制造方法及图纸

一种随钻原位土壤有机污染检测装置和检测方法属土壤污染检测技术领域，本发明专利技术检测装置的的进气管、中段和出气管自前至后顺序排列并固接，信号采集电路板Ⅰ固接于中段的通孔Ⅱ前面，均流板固接于中段的通孔Ⅱ后面；信号采集电路板Ⅱ固接于出气管的导流段Ⅱ内通孔Ⅳ前面；将本发明专利技术的检测装置直接搭载至钻头中，可避免痕量热挥发气在运输过程中的损耗；模仿嗅觉灵敏的哺乳动物的鼻腔内嗅觉细胞分布特征和鼻甲结构导流增效的特点，能提升检测装置的灵敏度和精准性；本发明专利技术的检测方法具有未知类别检测和快速自学更新的功能，不仅对训练样本的要求很低，且能有效识别未知类别，并提高模型更新的速度，可实现更精准的土壤有机污染的检测识别。的检测识别。的检测识别。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻原位土壤有机污染检测装置和检测方法


[0001]本专利技术属土壤污染检测
，具体涉及一种随钻原位土壤有机污染检测装置和检测方法。

技术介绍

[0002]土壤中的有机污染不仅会破坏土壤质量，还会随着下渗和降水的作用进一步污染生态环境，甚至危害人体健康。它将破坏土壤结构，阻碍或抑制土壤中微生物的活动，影响生物代谢。这些都会减少土壤有机质，影响土壤质量。快速、准确地检测土壤中的有机污染种类，可以有效地了解土壤环境，追溯污染源，进行科学治理。目前，土壤有机污染的检测技术主要包括化学法、色谱法和生物技术。然而，上述方法都无法实现真正的原位检测，需要进行土壤采样。现场采样的实时性、准确性和规范性对污染物种类、浓度和空间分布的测定有重要影响。同时，土壤本身是一种高度不均匀的介质，采样误差远远大于标准传统检测过程中的分析误差。此外，上述方法需要专业人员的参与，无法实现大规模的污染快速检测。
[0003]膜界面探针(MIP)是一种原位工具，可以从地下热提取VOCs，并通过特氟隆管将蒸汽输送到地面的各种检测器。它具有原位准确和保护环境的优点。该技术采用便携式气相色谱仪、质谱仪等气体检测设备与直推式钻探设备配合，可实现对有机污染物几乎连续分布信息的实时监测。然而，这些设备除成本高、体积大这些不足外，它们有一个共同的缺点是土壤蒸气样品在MIP检测前的输送时会流经长达30.5m的特氟龙管，蒸气样品被特氟龙管稀释并部分吸收，导致检测限较高，且影响检测精度。因此，将检测器进入钻头进行实时土壤有机污染检测可以提升检测精度。r/>[0004]基于金属氧化物半导体的人工嗅觉系统与上述检测器相比，具有体积小、无需样品预处理、检测成本低、检测速度快、现场原位检测等显著优势，已成功在实验室中用于土壤中汽油污染和地下水等污染挥发性气体的检测。且气体检测腔具有可优化性，将其实现随钻采样检测可降低其检测限。
[0005]与此同时，人工嗅觉系统现有的数据建模和分析识别策略只能检测出训练数据中的污染种类，而那些未知的污染在实际检测中无法识别。在实际检测过程中，即使有新的有机污染种类，模型仍然会将其预测为训练数据中的污染种类。这种错误的预测会降低修复效率，甚至导致土壤二次污染，使已经被污染的土壤更加恶化。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有土壤污染检测技术所存在的问题提供一种高精准度、低成本、高可靠性，可快速高效的进行大范围检测的随钻原位土壤有机污染检测装置和检测方法。
[0007]本专利技术的随钻原位土壤有机污染检测装置，由进气管A、信号采集电路板ⅠB、中段C、均流板D、信号采集电路板ⅡE和出气管F组成，其中所述的进气管A由进气口1、过渡段Ⅰ2和导流段Ⅰ3组成，进气口1、过渡段Ⅰ2和导流段Ⅰ3自前至后顺序排列并圆滑连接；所述的信
号采集电路板ⅠB由基板Ⅰ4、传感器组Ⅰ6和电阻组Ⅰ7组成，基板Ⅰ4为圆盘形，其圆周上均布导流口组Ⅰ5的11个导流口；基板Ⅰ4的近下端设有通孔Ⅰ8；传感器组Ⅰ6的四个传感器和电阻组Ⅰ7的四个电阻间隔均布并固接于基板Ⅰ4的前面；所述的中段C由圆管10、凸起对Ⅰ11和凸起对Ⅱ13组成，圆管10的前端设有凸台Ⅰ9、后端设有凸台Ⅱ12；圆管10内圈下端设有通孔Ⅱ14；凸起对Ⅰ11的两个凸起和凸起对Ⅱ13的两个凸起位于圆管10中部的同一圆截面，且凸起对Ⅰ11的两个凸对称固接于圆管10内上端a
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a中心线左右两侧；凸起对Ⅱ13的两个凸起对称固接于圆管10内左右两端；所述的均流板D由集气段15、引流段16、和引流板组17组成，集气段15为圆环形，集气段15的外圈上端设有布线口Ⅰ18；引流段16为空心圆台形；引流板组17的11个引流板结构相同，呈圆形均布，其外端固接于集气段15的圆环内圈，其后面固接于引流段16的前面；引流板组17的后端为出气口19；所述的信号采集电路板ⅡE由基板Ⅱ20、传感器组Ⅱ22、电阻组Ⅱ24组成、电源插口26和数据采集传输模块27组成，基板Ⅱ20为圆盘形，其圆周上均布导流口组Ⅱ21的10个导流口；基板Ⅱ20的近上端设有布线口Ⅱ23；基板Ⅱ20的近下端设有通孔Ⅲ25；传感器组Ⅱ22的四个传感器和电阻组Ⅱ24的四个电阻间隔均布并固接于基板Ⅱ20的前面；电源插口26和数据采集传输模块27固接于基板Ⅱ20的后面；所述的出气管F由导流段Ⅱ28、过渡段Ⅱ30和出气口Ⅱ32组成；导流段Ⅱ28、过渡段Ⅱ30和出气口Ⅱ32自前至后顺序排列并圆滑连接；导流段Ⅱ28中部的同一圆截面上端a
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a中心线左右两侧对称设有凸起对Ⅲ29的两个凸起；圆截面左右两端对称设有设有凸起对Ⅳ33的两个凸起；圆截面a
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a中心线近下端设有通孔Ⅳ34；过渡段Ⅱ30的上部中间位置设有出线口31；进气管A、中段C和出气管F自前至后顺序排列并固接；信号采集电路板ⅠB固接于中段C的通孔Ⅱ14前面；均流板D固接于中段C的通孔Ⅱ14后面；信号采集电路板ⅡE固接于出气管F的导流段Ⅱ28的通孔Ⅳ34前面。
[0008]所述进气管A中进气口1、过渡段Ⅰ2、导流段Ⅰ3，出气管F中导流段Ⅱ28、过渡段Ⅱ30和出气口Ⅱ32的厚度d1均为1
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1.5mm；进气口1和出气口Ⅱ32的内径D1均为3.2
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4.5mm，长度L1均为5
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7mm；导流段Ⅰ3和导流段Ⅱ28的内径D2均为35
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40mm，长度L3均为12
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16mm；过渡段Ⅰ2和过渡段Ⅱ30的长度L2均为8
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10mm；信号采集电路板ⅠB中基板Ⅰ4和信号采集电路板ⅡE中基板Ⅱ20的直径D3均为35
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40，厚度L4均为1
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1.3mm；所述的中段C中圆管10的内径D为35
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40mm，长度L5为15.9
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19.4mm，厚度d2为1
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1.5mm；所述的均流板D中集气段15的外径D5为35
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40mm，宽度L6为2.8
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3.2mm，厚度d3为0.6
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0.8mm；引流段16的前端外径、厚度与集气段15的外径、厚度相同，高度L7为3.8
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4.2mm；引流板组17中每个引流板的长度L9为10
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11mm，厚度L10为0.9
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1mm，内端高度L8为3.3
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3.5mm；出气口19的直径D6为3.1
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3.3mm。
[0009]本专利技术的基于随钻原位土壤有机污染检测装置的检测方法，包括下列步骤：
[0010]1)建立土壤污染气味信号特征规则库，利用随钻原位土壤有机污染检测装置在实验室中采集常见/待处理的不同种类污染的气味样本数据，对气味样本数据进行特征提取，特征提取器采用小波变换，提取公式为：
[0011][0012]然后利用单类支持向量机进行特征规则学习，公式为：
[0013][001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻原位土壤有机污染检测装置，其特征在于，由进气管(A)、信号采集电路板Ⅰ(B)、中段(C)、均流板(D)、信号采集电路板Ⅱ(E)和出气管(F)组成，其中所述的进气管(A)由进气口(1)、过渡段Ⅰ(2)和导流段Ⅰ(3)组成，进气口(1)、过渡段Ⅰ(2)和导流段Ⅰ(3)自前至后顺序排列并圆滑连接；所述的信号采集电路板Ⅰ(B)由基板Ⅰ(4)、传感器组Ⅰ(6)和电阻组Ⅰ(7)组成，基板Ⅰ(4)为圆盘形，其圆周上均布导流口组Ⅰ(5)的11个导流口；基板Ⅰ(4)的近下端设有通孔Ⅰ(8)；传感器组Ⅰ(6)的四个传感器和电阻组Ⅰ(7)的四个电阻间隔均布并固接于基板Ⅰ(4)的前面；所述的中段(C)由圆管(10)、凸起对Ⅰ(11)和凸起对Ⅱ(13)组成，圆管(10)的前端设有凸台Ⅰ(9)、后端设有凸台Ⅱ(12)；圆管(10)内圈下端设有通孔Ⅱ(14)；凸起对Ⅰ(11)的两个凸起和凸起对Ⅱ(13)的两个凸起位于圆管(10)中部的同一圆截面，且凸起对Ⅰ(11)的两个凸对称固接于圆管(10)内上端a
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a中心线左右两侧；凸起对Ⅱ(13)的两个凸起对称固接于圆管(10)内左右两端；所述的均流板(D)由集气段(15)、引流段(16)、和引流板组(17)组成，集气段(15)为圆环形，集气段(15)的外圈上端设有布线口Ⅰ(18)；引流段(16)为空心圆台形；引流板组(17)的11个引流板结构相同，呈圆形均布，其外端固接于集气段(15)的圆环内圈，其后面固接于引流段(16)的前面；引流板组(17)的后端为出气口(19)；所述的信号采集电路板Ⅱ(E)由基板Ⅱ(20)、传感器组Ⅱ(22)、电阻组Ⅱ(24)组成、电源插口(26)和数据采集传输模块(27)组成，基板Ⅱ(20)为圆盘形，其圆周上均布导流口组Ⅱ(21)的10个导流口；基板Ⅱ(20)的近上端设有布线口Ⅱ(23)；基板Ⅱ(20)的近下端设有通孔Ⅲ(25)；传感器组Ⅱ(22)的四个传感器和电阻组Ⅱ(24)的四个电阻间隔均布并固接于基板Ⅱ(20)的前面；电源插口(26)和数据采集传输模块(27)固接于基板Ⅱ(20)的后面；所述的出气管(F)由导流段Ⅱ(28)、过渡段Ⅱ(30)和出气口Ⅱ(32)组成；导流段Ⅱ(28)、过渡段Ⅱ(30)和出气口Ⅱ(32)自前至后顺序排列并圆滑连接；导流段Ⅱ(28)中部的同一圆截面上端a
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a中心线左右两侧对称设有凸起对Ⅲ(29)的两个凸起；圆截面左右两端对称设有设有凸起对Ⅳ(33)的两个凸起；圆截面a
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a中心线近下端设有通孔Ⅳ(34)；过渡段Ⅱ(30)的上部中间位置设有出线口(31)；进气管(A)、中段(C)和出气管(F)自前至后顺序排列并固接；信号采集电路板Ⅰ(B)固接于中段(C)的通孔Ⅱ(14)前面；均流板(D)固接于中段(C)的通孔Ⅱ(14)后面；信号采集电路板Ⅱ(E)固接于出气管(F)的导流段Ⅱ(28)的通孔Ⅳ(34)前面。2.按权利要求1所述的随钻原位土壤有机污染检测装置，其特征在于，所述进气管(A)中进气口(1)、过渡段Ⅰ(2)、导流段Ⅰ(3)，出气管(F)中导流段Ⅱ(28)、过渡段Ⅱ(30)和出气口Ⅱ(32)的厚度d1均为1
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1.5mm；进气口(1)和出气口Ⅱ(32)的内径D1均为3.2
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4.5mm，长度L1均为5
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7mm；导流段Ⅰ(3)和导流段Ⅱ(28)的内径D2均为35
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40mm，长度L3均为12
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16mm；过渡段Ⅰ(2)和过渡段Ⅱ(30)的长度L2均为8
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【专利技术属性】
技术研发人员：常志勇，孙友宏，靳宏杨，孔铖，姚宗伟，翁小辉，徐琳，邓孙华，李胜利，
申请(专利权)人：吉林大学威海仿生研究院，
类型：发明
国别省市：