【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及土壤气取样器、取样方法、检测方法及动态变化监测方法，属于土壤气检测。
技术介绍
1、准确地采集土壤气体样品是研究土壤气体中co2、o2和挥发性有机污染物含量的前提，现有技术中，采集土壤气体方式主要包括直接钻孔采样气体，或采样并密封土壤，通过对土壤进行测定土壤气误差较大，因此，大多采用直接收集土壤气进行测定；如中国专利公开号：112523678a，公开的一种土壤气监测孔成孔装置及其成孔方法与土壤气监测孔结构，该装置包括：钻头、护壁套筒，所述护壁套筒具有相对的下开口端和用于安装于驱动装置的上开口端，所述下开口端可拆卸地连接于所述钻头；以及用于连接抽气泵的气管，穿设于所述护壁套筒中，该结构采用单点抽气取样，能够精确进入到检测点，但该结构无法进行多点检测；另外，现有的采样头进入土壤时，容易因为钻孔过程中，带入的气体导致采集误差较大，如果直接采用抽真空处理，在真空关断瞬间，容易造成抽气回流，无法充分将带入气体完全排出，因此，在采样前，需要持续很长一段时间对采样点抽气，直到周围土壤气均被抽走再关闭真空泵，该方式容易破坏采样点环境，另外，当采样管路间歇采样多个采样点时，采样管容易受暂存的土壤气干扰，导致各点土壤气采样与实际结果产生误差；另外，由于土壤气检测对象比较多，现有的采样点和检测点是分离的，因此，当土壤气样品从采样点转移至检测点之间，或检测点检测时，出现误差无法及时发现；且现有的采样设备大多都是一次性采样，土壤气采样是瞬时性的，由于土壤气是一个动态的过程，会受到气压和天气温湿度等环境因素影响，因此，现采用单次采集无法精
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种土壤气取样器、取样方法、检测方法及动态变化监测方法，土壤气取样和检测精确，且能够精确表征出取样点实际土壤气含量。
2、本专利技术的土壤气取样器，包括套筒，所述套筒内侧安装有取样器，所述套筒包括柱状的筒体，所述筒体间隔开设有多环条状格栅，所述筒体底部为锥形结构，所述取样器包括由粗径管和细径管交错旋接组成的管体，所述细径管上开设有网孔，且内部填充有无吸附性的填料，即不能够使用碳材料类的吸附材质，填料用于含土壤的气体进行过滤；所述粗径管外壁设置有密封环，所述密封环与套筒内壁紧密压合，通过密封环将粗径管内部封隔为多个空间，每个空间对应一个取样点；所述细径管正对条状格栅；所述条状格栅内设置有多个相互贴合的滚动球体；通过滚动球体在套筒钻入或旋入泥土时，能够进行周向导向或轴向导向，同时通过滚动球体之间的摩擦旋转，避免土壤堵塞滚动球体，保持检测抽气的顺畅；所述粗径管内侧底部一体制成有网孔板，网孔板的孔径小于填料的粒径；所述网孔板顶部设置有罩体，所述罩体顶部设置有主管和电控采样阀；所述主管和电控采样阀连通；所述主管穿过与填料与相邻粗径管内侧的主管连接；隔膜泵提供动力，将土壤气从取样点通过条状格栅、滚动球体、细径管的网孔进入到细径管内，并通过罩体和电控采样阀进入到主管，由于电控采样阀可将各个取样点进行断开，从而避免取样相互干扰；设置于底部的主管底面密封，避免隔膜泵工作时，从底部的主管底面抽气；所述筒体顶部通过法兰固定有封板，封板安装时，压合到地面或埋入地面内侧，所述封板上设置有外管，所述外管与设置于顶部的主管顶端连接；所述外管连接有内管体，所述内管体延伸到外管内侧底部，所述内管体接入到洁净气体压力罐，所述外管还通过隔膜泵接入到至少一气体储罐的单向阀；所述隔膜泵输入端安装有压力表；所述外管于隔膜泵输出侧设置有排空阀，排空阀用于对管道进行净化时使用，将净化气体从排空阀排出；所述气体储罐上设置有检测排气阀，气体储罐完成储气，当需要进行检测时，通过将检测管道对接检测排气阀，并打开检测排气阀即可进行检测。
3、进一步地，所述电控采样阀的电源线和控制线穿过填料、网孔板和罩体并延伸到封板外部；所述罩体和封板于电源线和控制线穿过位注有树脂或胶料封料；电源线和控制线从取样器内部引出时，通过树脂或胶料对引出孔进行填充密封。
4、土壤气取样方法，通过土壤气取样器进行取样，取样过程如下：
5、第一步，植入土壤气取样器，将完成组装的套筒和取样器根据定深要求敲入或旋入检测点；并完成线路和管路的连接；
6、第二步，排气和气体置换；当进行排气时，打开所有电控采样阀和排空阀，接着打开隔膜泵，通过隔膜泵对采样点周围抽气，使采样点周围压力值达到设定真空值，接着，关闭排空阀和隔膜泵，并打开洁净气体压力罐的气阀，向内管体打入到洁净气体，洁净气体为不影响检测对象指标的气体，如打入氮气气体，打入气体达到设定压力后，关闭洁净气体压力罐的气阀；完成采样点的气体临时置换，再根据排气步骤对采样点抽气达到设定真空值；关闭电控采样阀；完成所有采样点的排气和气体置换；通过置换方式，只需在置换前抽真空和置换后抽真空，通过置换气先填充挤压未排出的气体，接着，通过抽真空方式将气体排出，未充分排出的洁净气体不影响后续检测结果；
7、第三步，土壤气取样，取样顺序由深向浅依次进行土壤气取样，取样时，开启最深处的电控采样阀，接着打开隔膜泵，通过隔膜泵将该点土壤气抽取到洁净气体压力罐，并通过压力表实时监测，当取样点压力值下降到设定低位线时，电控采样阀关闭，隔膜泵停机；气体储罐的单向阀对取样气体进行自动关闭，等待气体储罐内部土壤气检测，完成该位置的取样点土壤气取样，接着进行上一深度土壤气取样；在上一深度土壤气取样前，关闭所有电控采样阀，开启排空阀，并打开洁净气体压力罐的气阀，向内管体打入到洁净气体，内管体底部输出洁净气体，对主管和外管进行吹管；完成吹管后，打开隔膜泵和排气阀进行二次排气，最后进行上一深度土壤气取样，依次对各深度采样点的土壤气进行取样；取样轮询时间采用定时轮询，当达到轮询时间后，触发新的一轮土壤气采集。
8、土壤气检测方法，其包括土壤气取样器，所述检测排气阀为电控开度阀，所述检测排气阀为输出端设置有流量计，所述电控开度阀接入到气体检测仪；通过气体检测仪对每次采样的土壤气进行检测和记录；并对数据进行本地存储或上传至远程处理终端；通过流量计对气体储罐内流量进行计量，同时气体检测仪对各组分进行计量，从而获取气体储罐内气体总量和气体中各组分含量。
9、土壤气动态变化监测方法，包括土壤气取样器和气体检测仪，还包括安装于罩体内侧的单指标在线检测器，所述单指标在线检测器和气体检测仪接入到动态监测控制器，所述动态监测控制器还连接有气象监测器，所述气象监测器安装于土壤检测区；所述监测方法工作过程如下：
10、第一步，动态指标检测，动态监测控制器进行采样周期定时采样，达到采样时间后，动态监测控制器给单指标在线检测器信号，接着，动态监测控制器给土壤气取样器和气象监测器信号，土壤气取样器对各个定深取样点土壤气进行采集，气象监测器获取当前气压和空气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.土壤气取样器，其特征在于：包括套筒，所述套筒内侧安装有取样器，所述套筒包括柱状的筒体，所述筒体间隔开设有多环条状格栅，所述筒体底部为锥形结构，所述取样器包括由粗径管和细径管交错旋接组成的管体，所述细径管上开设有网孔，且内部填充有无吸附性的填料；所述粗径管外壁设置有密封环；所述密封环与套筒内壁紧密压合；所述细径管正对条状格栅；所述条状格栅内设置有多个相互贴合的滚动球体；所述粗径管内侧底部一体制成有网孔板；所述网孔板顶部设置有罩体，所述罩体顶部设置有主管和电控采样阀；所述主管和电控采样阀连通；所述主管穿过与填料与相邻粗径管内侧的主管连接；设置于底部的主管底面密封；所述筒体顶部通过法兰固定有封板，所述封板上设置有外管，所述外管与设置于顶部的主管顶端连接；所述外管连接有内管体，所述内管体延伸到外管内侧底部，所述内管体接入到洁净气体压力罐，所述外管还通过隔膜泵接入到至少一气体储罐的单向阀；所述隔膜泵输入端安装有压力表；所述外管于隔膜泵输出侧设置有排空阀；所述气体储罐上设置有检测排气阀。
2.根据权利要求1所述的土壤气取样器，其特征在于：所述电控采样阀的电源线和控制线穿过填料
3.土壤气取样方法，采用权利要求1所述的土壤气取样器进行取样，其特征在于：所述方法具体工作过程如下：
4.土壤气检测方法，采用权利要求1所述的土壤气取样器，其特征在于：所述检测排气阀为电控开度阀，所述检测排气阀输出端设置有流量计，所述电控开度阀接入到气体检测仪；通过气体检测仪对每次采样的土壤气进行检测和记录；并对数据进行本地存储或上传至远程处理终端；通过流量计对气体储罐内流量进行计量，同时气体检测仪对各组分进行计量，从而获取气体储罐内气体总量和气体中各组分含量。
5.土壤气动态变化监测方法，包括权利要求4所述的土壤气取样器和气体检测仪，其特征在于：还包括安装于罩体内侧的单指标在线检测器，所述单指标在线检测器和气体检测仪接入到动态监测控制器，所述动态监测控制器还连接有气象监测器，所述气象监测器安装于土壤检测区；所述监测方法工作过程如下：
...【技术特征摘要】
1.土壤气取样器，其特征在于：包括套筒，所述套筒内侧安装有取样器，所述套筒包括柱状的筒体，所述筒体间隔开设有多环条状格栅，所述筒体底部为锥形结构，所述取样器包括由粗径管和细径管交错旋接组成的管体，所述细径管上开设有网孔，且内部填充有无吸附性的填料；所述粗径管外壁设置有密封环；所述密封环与套筒内壁紧密压合；所述细径管正对条状格栅；所述条状格栅内设置有多个相互贴合的滚动球体；所述粗径管内侧底部一体制成有网孔板；所述网孔板顶部设置有罩体，所述罩体顶部设置有主管和电控采样阀；所述主管和电控采样阀连通；所述主管穿过与填料与相邻粗径管内侧的主管连接；设置于底部的主管底面密封；所述筒体顶部通过法兰固定有封板，所述封板上设置有外管，所述外管与设置于顶部的主管顶端连接；所述外管连接有内管体，所述内管体延伸到外管内侧底部，所述内管体接入到洁净气体压力罐，所述外管还通过隔膜泵接入到至少一气体储罐的单向阀；所述隔膜泵输入端安装有压力表；所述外管于隔膜泵输出侧设置有排空阀；所述气体储罐上设置有检测排气阀。
2.根据权利要求1所述的土...
【专利技术属性】
技术研发人员：张江伟，孙一瑞，康一贺，刘洋，张超英，高会然，马二军，吴召勋，张彪，赵光，施志明，
申请(专利权)人：河北高斯环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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