甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置的制作方法

本發明屬于地下水油氣污染檢測裝置技術領域，具體涉及一種甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置。

背景技術：

如今，我國已進入汽車時代，開私家車的人越來越多，很多車主時常有找不到加油站而犯難的時候。但是，當加油站建在自家門口時，人們不由會擔憂加油站是否安全，加油站是不可忽視的城市污染源之一。據了解，各地發生加油站油氣泄漏事件并不少，如在美國90年代的一項調查中，在21萬個加油站中，40%存在泄漏，15萬個加油站等待處理。泄露的油氣會污染地下水源及土壤，給人們舒適的城市生活帶來了無法預測的風險。但是之前為了消除污染，阻止污染的進一步擴散，人們通常是在油氣泄漏處附近鉆幾口井并抽取地下水樣進行分析，這種方法工程量大，持續時間也長，需要耗費人們大量的時間和精力。因此，研制出一種工作方式靈活且測量精度高的地下水油氣污染檢測裝置勢在必行，另外，發展高精度的地下油氣污染檢測技術也是科技時代建立安全、綠色城市的基石。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題是提供了一種工作方式靈活且測量精度高的甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置，該裝置利用甚低頻法與信號處理技術相結合檢測地下水油氣污染程度并實時顯示報警，方便工作人員實時掌握某個區域地下水油氣污染狀況。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置，其特征在于包括箱體及設置于箱體內部的控制面板，該控制面板上設有鞭狀天線、磁棒天線、usb接口、顯示器、led報警燈、頻段選擇按鈕和電源開關，控制面板內置電路包括電磁感應場接收單元、信號處理單元和供電單元，其中供電單元分別通過線路與電磁感應場接收單元和信號處理單元相連；電磁感應場接收單元包括抗混疊濾波器、低噪聲放大器、銣原子頻標和脈沖整形電路，鞭狀天線和磁棒天線分別與抗混疊濾波器電性連接，該鞭狀天線用于接收來自于導航臺的波段為10-15khz的vlf信號，磁棒天線由導磁材料制成用于感應磁棒周圍的電磁信號，抗混疊濾波器與低噪聲放大器電性連接，該抗混疊濾波器用于對接收到的電磁信號進行濾波處理并提取出有用的電磁信號，低噪聲放大器與a/d采集卡電性連接，該低噪聲放大器采用增益可調的由ad7520組成的放大電路，放大倍數在8-128內調節，能夠根據接收到的信號強弱放大有用信號，銣原子頻標與脈沖整形電路電性連接，該銣原子頻標用于輸出穩定的正弦波信號，脈沖整形電路與a/d采集卡電性連接，該脈沖整形電路用于對正弦波信號進行處理并輸出40khz的采樣脈沖信號；信號處理單元包括a/d采集卡和計算機，a/d采集卡與計算機電性連接，該a/d采集卡用于將放大后的有用信號和采樣脈沖信號進行轉換處理并存儲至a/d采集卡內，計算機內置有視電阻率計算模塊，該視電阻率計算模塊用于將a/d采集卡中的數據進行計算處理得到該區域的視電阻率，并與計算機中存儲的干凈地下水的視電阻率標準值進行參照對比，計算機分別通過線路與led報警燈和顯示器連接，led報警燈用于在測得的視電阻率相對值超過設定值上限時開始報警提醒，顯示器用于顯示測試過程中的所有數據，該數據存儲于計算機的數據存儲模塊中并通過usb接口導出以便于對數據研究。

本發明所述的甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置的運行方法，其特征在于具體過程為：當需要檢測加油站附近的油氣泄漏是否污染附近地下水及污染程度與范圍時，在以加油站泄漏點為圓心，以任意長為半徑，于地表平行處水平放置該檢測裝置，打開電源開關，供電設備開始工作，鞭狀天線自動搜索來自于俄羅斯alpha導航系統發射的vlf信號，磁棒天線開始感應垂直方向上的磁場分量，同時旋轉頻道選擇旋鈕，待信號穩定后固定旋鈕，經過抗混疊濾波器提取出有用信號，并通過低噪聲放大器進行放大處理后，與經銣原子頻標分頻電路整形輸出的40khz的采樣脈沖信號在a/d采集卡中進行轉換處理，計算機對提取到的vlf信號的幅度和相位進行處理記錄，并計算視電阻率的相對變化量，經過對照分析后，最后將數據結果傳送至計算機的數據存儲模塊中，并且在顯示器上顯示，若該數據結果超過設定上限，led報警燈開始報警。

本發明結構簡單、成本低廉且使用方便，通過甚低頻信號的幅度和相位進行分析，避免了現有技術中只利用信號的幅度信息，一次只能接收一個導航臺的信號，使測量結果誤差大的技術問題，有效提高了檢測效率和檢測精度。

附圖說明

圖1是本發明的模塊連接圖；

圖2是本發明的結構示意圖。

圖中：1、箱體，2、控制面板，3、鞭狀天線，4、磁棒天線，5、usb接口，6、頻段選擇按鈕，7、顯示器，8、電源開關，9、led報警燈。

具體實施方式

結合附圖詳細描述本發明的具體內容。如圖1-2所示，甚低頻法檢測地下水油氣污染的裝置，包括箱體1及設置于箱體1內部的控制面板2，該控制面板2上設有鞭狀天線3、磁棒天線4、usb接口5、顯示器7、led報警燈9、頻段選擇按鈕6和電源開關8，控制面板2內置電路包括電磁感應場接收單元、信號處理單元和供電單元，其中供電單元分別通過線路與電磁感應場接收單元和信號處理單元相連；電磁感應場接收單元包括抗混疊濾波器、低噪聲放大器、銣原子頻標和脈沖整形電路，鞭狀天線3和磁棒天線4分別與抗混疊濾波器電性連接，該鞭狀天線3用于接收來自于導航臺的波段為10-15khz的vlf信號，磁棒天線4由導磁材料制成用于感應磁棒周圍的電磁信號，抗混疊濾波器與低噪聲放大器電性連接，該抗混疊濾波器用于對接收到的電磁信號進行濾波處理并提取出有用的電磁信號，低噪聲放大器與a/d采集卡電性連接，該低噪聲放大器采用增益可調的由ad7520組成的放大電路，放大倍數在8-128內調節，能夠根據接收到的信號強弱放大有用信號，銣原子頻標與脈沖整形電路電性連接，該銣原子頻標用于輸出穩定的正弦波信號，脈沖整形電路與a/d采集卡電性連接，該脈沖整形電路用于對正弦波信號進行處理并輸出40khz的采樣脈沖信號；信號處理單元包括a/d采集卡和計算機，a/d采集卡與計算機電性連接，該a/d采集卡用于將放大后的有用信號和采樣脈沖信號進行轉換處理并存儲至a/d采集卡內，計算機內置有視電阻率計算模塊，該視電阻率計算模塊用于將a/d采集卡中的數據進行計算處理得到該區域的視電阻率，并與計算機中存儲的干凈地下水的視電阻率標準值進行參照對比，計算機分別通過線路與led報警燈和顯示器連接，led報警燈用于在測得的視電阻率相對值超過設定值上限時開始報警提醒，顯示器用于顯示測試過程中的所有數據，該數據存儲于計算機的數據存儲模塊中并通過usb接口導出以便于對數據研究。

本發明的工作原理為：當地下水被油氣污染后，污染區內電阻率主要受潛水面之上的汽油所控制，汽油浸潤了潛水面之上的土壤，導致電阻率升高，另外，污染區表層的黏土構成了一個很好的封堵層，阻止了汽油的自由擴散。通過測量地下水電阻率的相對變化值，并將這些變化量經過信號處理后和地下水的真實的電阻率值相比較，就可以推測出此處的地下水油氣污染情況，該發明通過甚低頻信號的幅度和相位進行分析，避免了現有技術中只利用信號的幅度信息，一次只能接受一個導航臺的信號，使測量結果誤差大的技術問題，有效提高了檢測效率和檢測精度。

本發明的具體運行過程為：當需要檢測加油站附近的油氣泄漏是否污染附近地下水及污染程度與范圍時，在以加油站泄漏點為圓心，以任意長為半徑，于地表平行處水平放置檢測裝置，打開電源開關，供電設備開始工作，然后鞭狀天線自動搜索來自于俄羅斯alpha導航系統發射的vlf信號，磁棒天線開始感應垂直方向上的磁場分量，同時旋轉頻道選擇旋鈕，待信號穩定后固定旋鈕，經過抗混疊濾波器提取出有用信號，并通過低噪聲放大器進行放大處理后，與經銣原子頻標分頻電路整形輸出的40khz的采樣脈沖信號在a/d采集卡中進行轉換處理，計算機對提取到的vlf信號的幅度和相位進行處理記錄，并計算視電阻率的相對變化量，經過對照分析后，最后將數據結果傳送至計算機的數據存儲模塊中，并且在顯示器上顯示，若該數據結果超過設定上限，led報警燈開始報警。該裝置可供相關工作人員實時掌握了解該區域的地下水油氣污染情況，然后依據檢測結果，制定合理的治理方案，用來改善環境，并保障附近居民的生活質量。

以上顯示和描述了本發明的基本原理，主要特征和優點，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍。