專利名稱：一種防滲層滲漏的偶極子檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種防滲層滲漏電學(xué)檢測裝置。
背景技術(shù)：
為了防止地下水被污染，如填埋場，其防滲襯層系統(tǒng)是填埋場建設(shè)必不可少的設(shè)施，其作用是將填埋場內(nèi)外隔絕，控制滲濾液進(jìn)入粘土及地下水。這一系統(tǒng)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)，在填埋場建設(shè)投資中，防滲層的投資巨大。由于HDPE本身質(zhì)量或施工原因，填埋場防滲層往往出現(xiàn)滲漏，因此，及時(shí)查找到滲漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置并進(jìn)行修補(bǔ)就顯得格外重要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種防滲層滲漏偶極子檢測裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的檢測裝置，包括有發(fā)射電極和接收電極，均為金屬制成，并分別通過導(dǎo)線連接至電源的兩極上；傳感器，為金屬制成的水平偶極子或垂直偶極子；傳感器通過導(dǎo)線連接至差分放大器；差分放大器的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接至CPU，CPU連接有顯示器和存儲(chǔ)器。
發(fā)射電極和接收電極為不銹鋼、合金或鍍有合金層的金屬材料。
發(fā)射電極和接收電極的形狀為塊狀、管狀、線狀或片狀。
電源為0-1000V可調(diào)的直流恒壓電源。
傳感器的形狀為輪狀、片狀或錐體狀。
由本實(shí)用新型的實(shí)施，可以及時(shí)查找到滲漏點(diǎn)的準(zhǔn)確位置并進(jìn)行修補(bǔ)。


圖1為本實(shí)用新型檢測方法的原理示意圖。
圖1A為本實(shí)用新型中水平偶極子兩極間的電壓-位置關(guān)系圖。
圖1B為本實(shí)用新型中垂直偶極子兩極間的電壓-位置關(guān)系圖。
圖2為本實(shí)用新型檢測裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
本實(shí)施例是針對HDPE的滲漏點(diǎn)檢測來展開的。
請參閱圖1，本實(shí)用新型采用的技術(shù)原理是利用場土工膜(HDPE)的電絕緣性來實(shí)現(xiàn)檢測目的。
以垃圾填埋場為例，在垃圾填埋場的被檢測區(qū)內(nèi)放置一個(gè)發(fā)射電極10，填埋場外的土壤中設(shè)置一個(gè)接收電極11。給這兩個(gè)電極(發(fā)射電極10和接收電極11)加一定的電壓；當(dāng)土工膜12沒有漏洞時(shí)，由于該膜12的高阻特性，使得整個(gè)空間的電流密度及電場強(qiáng)度都很小(近似為零)且均勻；當(dāng)有漏洞時(shí)，電流就以填埋場內(nèi)介質(zhì)(如垃圾)13、漏洞14、以及膜下介質(zhì)(如土壤)為導(dǎo)體形成電流回路，此時(shí)漏洞所在位置電流密度最大，電場強(qiáng)度最強(qiáng)。
若膜上為淺水層或粘土層時(shí)傳感器采用水平偶極子，在膜上進(jìn)行連續(xù)測量，獲取偶極子兩極的電勢差；若膜上介質(zhì)為粒徑較大的顆粒物(卵石等)時(shí)，利用偶極子在膜上進(jìn)行斷續(xù)測量，獲取偶極子兩極的電勢差；由于uab=∫abe·dl]]>(其中uab為偶極子兩極a，b間的電勢差，e為偶極子兩極間的電場強(qiáng)度，dl為積分變量)，當(dāng)偶極子沿某一測線逼近漏洞位置時(shí)，由于電場強(qiáng)度在測線方向的分量逐漸增大，且方向不變，因此u逐漸增大，當(dāng)偶極子的一極跨過漏洞位置時(shí)，由于漏洞兩側(cè)電場強(qiáng)度在測線方向的分量方向相反，因此，偶極子兩極的電勢差逐漸減小，當(dāng)偶極子的兩極剛好位于同一等勢線上時(shí)，偶極子兩極的電勢差為零。隨后，偶極子兩極的電勢差逐漸增大，但極性相反，當(dāng)偶極子的另一極也跨過漏洞時(shí)，偶極子兩極的電勢差達(dá)到反相最大值；之后，隨著偶極子中心到漏洞距離的增加，偶極子兩極的電勢差又逐漸減小。偶極子兩極間的電壓-位置圖像如圖1-a所示因此，通過連續(xù)或斷續(xù)測量偶極子兩極之間的電勢差，可以確定漏洞位置。
若膜上為較深液體時(shí)傳感器采用垂直偶極子(電極間距可依據(jù)膜上液體的深度而定)在膜上進(jìn)行連續(xù)測量，獲取偶極子兩極的電勢差；由于uab=∫abe·dl]]>(其中uab為偶極子兩極a，b間的電勢差，e為偶極子兩極間的電場強(qiáng)度，dl為積分變量)，當(dāng)偶極子沿某一測線逼近漏洞位置時(shí)，由于電場強(qiáng)度在垂直方向的分量逐漸增大，因此u逐漸增大，當(dāng)垂直偶極子跨過漏洞位置時(shí)，偶極子兩極的電勢差最大，隨后，隨著偶極子與漏洞的距離的增加，偶極子兩極的電勢差逐漸減小，垂直偶極子兩極間的電壓-位置圖像如圖1-b所示。
因此，通過連續(xù)或斷續(xù)測量偶極子兩極之間的電勢差，可以確定漏洞位置。
以上介紹的是本實(shí)用新型的檢測方法，下面描述實(shí)現(xiàn)該方法的檢測裝置。
請參閱圖2，為本實(shí)用新型檢測裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)用新型的滲漏檢測裝置包括發(fā)射電極/接收電極、傳感器、恒壓電源、數(shù)據(jù)采集與處理、數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ)以及圖形顯示等。
發(fā)射電極和接收電極同為金屬制成(電極出于防腐和防銹的原因，均采用不銹鋼或不易生銹的如合金或鍍有合金層等金屬材料)，上述兩個(gè)電極分別通過導(dǎo)線連接至一直流電源的兩極上。根據(jù)膜上介質(zhì)的情況發(fā)射電極的形狀可以是塊狀、管狀、線狀或片狀。
本實(shí)用新型采用的是直流恒壓電源(0～1000V可調(diào))為系統(tǒng)檢測提供大于20mA的電流。
傳感器形狀當(dāng)膜上介質(zhì)為淺水層或粘土層時(shí)，多路傳感器(水平偶極子)為不銹鋼輪子(60mm×10mm)；當(dāng)膜上為較深液體時(shí)，多路傳感器(垂直偶極子)為不銹鋼薄片(20mm×1mm)；當(dāng)膜上介質(zhì)為卵石時(shí)，多路傳感器(水平偶極子)為不銹鋼錐體(2cm×30cm)。
數(shù)據(jù)采集與處理將一路或多路傳感器(即傳感器)通過導(dǎo)線連接至差分放大器AD8221，用于獲取偶極子間的電勢差；放大器的輸出送往8路14位A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX125，通過模擬開關(guān)進(jìn)行輸入通道的選擇，由DSP(TES320LF2407A)將數(shù)字信號進(jìn)行濾波后進(jìn)行信號的實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(64k的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器CY7C1210)；圖形顯示采用320240點(diǎn)陣式LCD顯示模塊。
數(shù)據(jù)通訊采用USB、MAX3232，將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入PC機(jī)。
鍵盤輸入對CPU進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對采集位置、數(shù)據(jù)、通訊等方式的選擇。
權(quán)利要求1.一種防滲層滲漏的偶極子檢測裝置，其特征在于，包括有發(fā)射電極和接收電極，均為金屬制成，并分別通過導(dǎo)線連接至電源的兩極上；傳感器，為金屬制成的水平偶極子或垂直偶極子；傳感器通過導(dǎo)線連接至差分放大器；差分放大器的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端接至CPU，CPU連接有顯示器和存儲(chǔ)器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，發(fā)射電極和接收電極為不銹鋼、合金或鍍有合金層的金屬材料。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，發(fā)射電極和接收電極的形狀為塊狀、管狀、線狀或片狀。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，電源為0-1000V可調(diào)的直流恒壓電源。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，傳感器形狀為輪狀、片狀或錐體狀。
專利摘要一種防滲層滲漏的偶極子檢測裝置，包括有發(fā)射電極和接收電極，均為金屬制成，并分別通過導(dǎo)線連接至電源的兩極上；傳感器，為金屬制成的若干對偶極子；每對偶極子通過導(dǎo)線連接至差分放大器，用于獲取偶極子間的電勢差；差分放大器的輸出進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，由CPU進(jìn)行信號顯示和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
文檔編號G01N27/12GK2881625SQ20052013650
公開日2007年3月21日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者董路, 楊萍, 王琪, 薛永海, 能昌信 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院