本發(fā)明屬于地下水油氣污染檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種甚低頻法檢測(cè)地下水油氣污染的裝置。

背景技術(shù)：

如今，我國(guó)已進(jìn)入汽車(chē)時(shí)代，開(kāi)私家車(chē)的人越來(lái)越多，很多車(chē)主時(shí)常有找不到加油站而犯難的時(shí)候。但是，當(dāng)加油站建在自家門(mén)口時(shí)，人們不由會(huì)擔(dān)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(jù)了解，各地發(fā)生加油站油氣泄漏事件并不少，如在美國(guó)90年代的一項(xiàng)調(diào)查中，在21萬(wàn)個(gè)加油站中，40%存在泄漏，15萬(wàn)個(gè)加油站等待處理。泄露的油氣會(huì)污染地下水源及土壤，給人們舒適的城市生活帶來(lái)了無(wú)法預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。但是之前為了消除污染，阻止污染的進(jìn)一步擴(kuò)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(jìn)行分析，這種方法工程量大，持續(xù)時(shí)間也長(zhǎng)，需要耗費(fèi)人們大量的時(shí)間和精力。因此，研制出一種工作方式靈活且測(cè)量精度高的地下水油氣污染檢測(cè)裝置勢(shì)在必行，另外，發(fā)展高精度的地下油氣污染檢測(cè)技術(shù)也是科技時(shí)代建立安全、綠色城市的基石。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種工作方式靈活且測(cè)量精度高的甚低頻法檢測(cè)地下水油氣污染的裝置，該裝置利用甚低頻法與信號(hào)處理技術(shù)相結(jié)合檢測(cè)地下水油氣污染程度并實(shí)時(shí)顯示報(bào)警，方便工作人員實(shí)時(shí)掌握某個(gè)區(qū)域地下水油氣污染狀況。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，甚低頻法檢測(cè)地下水油氣污染的裝置，其特征在于包括箱體及設(shè)置于箱體內(nèi)部的控制面板，該控制面板上設(shè)有鞭狀天線、磁棒天線、usb接口、顯示器、led報(bào)警燈、頻段選擇按鈕和電源開(kāi)關(guān)，控制面板內(nèi)置電路包括電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元、信號(hào)處理單元和供電單元，其中供電單元分別通過(guò)線路與電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元和信號(hào)處理單元相連；電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元包括抗混疊濾波器、低噪聲放大器、銣原子頻標(biāo)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(lái)自于導(dǎo)航臺(tái)的波段為10-15khz的vlf信號(hào)，磁棒天線由導(dǎo)磁材料制成用于感應(yīng)磁棒周?chē)碾姶判盘?hào)，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(duì)接收到的電磁信號(hào)進(jìn)行濾波處理并提取出有用的電磁信號(hào)，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(diào)的由ad7520組成的放大電路，放大倍數(shù)在8-128內(nèi)調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱放大有用信號(hào)，銣原子頻標(biāo)與脈沖整形電路電性連接，該銣原子頻標(biāo)用于輸出穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，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(duì)正弦波信號(hào)進(jìn)行處理并輸出40khz的采樣脈沖信號(hào)；信號(hào)處理單元包括a/d采集卡和計(jì)算機(jī)，a/d采集卡與計(jì)算機(jī)電性連接，該a/d采集卡用于將放大后的有用信號(hào)和采樣脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理并存儲(chǔ)至a/d采集卡內(nèi)，計(jì)算機(jī)內(nèi)置有視電阻率計(jì)算模塊，該視電阻率計(jì)算模塊用于將a/d采集卡中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到該區(qū)域的視電阻率，并與計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的干凈地下水的視電阻率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行參照對(duì)比，計(jì)算機(jī)分別通過(guò)線路與led報(bào)警燈和顯示器連接，led報(bào)警燈用于在測(cè)得的視電阻率相對(duì)值超過(guò)設(shè)定值上限時(shí)開(kāi)始報(bào)警提醒，顯示器用于顯示測(cè)試過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中并通過(guò)usb接口導(dǎo)出以便于對(duì)數(shù)據(jù)研究。

本發(fā)明所述的甚低頻法檢測(cè)地下水油氣污染的裝置的運(yùn)行方法，其特征在于具體過(guò)程為：當(dāng)需要檢測(cè)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(shí)，在以加油站泄漏點(diǎn)為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑，于地表平行處水平放置該檢測(cè)裝置，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，供電設(shè)備開(kāi)始工作，鞭狀天線自動(dòng)搜索來(lái)自于俄羅斯alpha導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的vlf信號(hào)，磁棒天線開(kāi)始感應(yīng)垂直方向上的磁場(chǎng)分量，同時(shí)旋轉(zhuǎn)頻道選擇旋鈕，待信號(hào)穩(wěn)定后固定旋鈕，經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器提取出有用信號(hào)，并通過(guò)低噪聲放大器進(jìn)行放大處理后，與經(jīng)銣原子頻標(biāo)分頻電路整形輸出的40khz的采樣脈沖信號(hào)在a/d采集卡中進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，計(jì)算機(jī)對(duì)提取到的vlf信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行處理記錄，并計(jì)算視電阻率的相對(duì)變化量，經(jīng)過(guò)對(duì)照分析后，最后將數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，并且在顯示器上顯示，若該數(shù)據(jù)結(jié)果超過(guò)設(shè)定上限，led報(bào)警燈開(kāi)始報(bào)警。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉且使用方便，通過(guò)甚低頻信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行分析，避免了現(xiàn)有技術(shù)中只利用信號(hào)的幅度信息，一次只能接收一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)的信號(hào)，使測(cè)量結(jié)果誤差大的技術(shù)問(wèn)題，有效提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)精度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的模塊連接圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(kāi)關(guān)，9、led報(bào)警燈。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。如圖1-2所示，甚低頻法檢測(cè)地下水油氣污染的裝置，包括箱體1及設(shè)置于箱體1內(nèi)部的控制面板2，該控制面板2上設(shè)有鞭狀天線3、磁棒天線4、usb接口5、顯示器7、led報(bào)警燈9、頻段選擇按鈕6和電源開(kāi)關(guān)8，控制面板2內(nèi)置電路包括電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元、信號(hào)處理單元和供電單元，其中供電單元分別通過(guò)線路與電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元和信號(hào)處理單元相連；電磁感應(yīng)場(chǎng)接收單元包括抗混疊濾波器、低噪聲放大器、銣原子頻標(biāo)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(lái)自于導(dǎo)航臺(tái)的波段為10-15khz的vlf信號(hào)，磁棒天線4由導(dǎo)磁材料制成用于感應(yīng)磁棒周?chē)碾姶判盘?hào)，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(duì)接收到的電磁信號(hào)進(jìn)行濾波處理并提取出有用的電磁信號(hào)，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(diào)的由ad7520組成的放大電路，放大倍數(shù)在8-128內(nèi)調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱放大有用信號(hào)，銣原子頻標(biāo)與脈沖整形電路電性連接，該銣原子頻標(biāo)用于輸出穩(wěn)定的正弦波信號(hào)，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(duì)正弦波信號(hào)進(jìn)行處理并輸出40khz的采樣脈沖信號(hào)；信號(hào)處理單元包括a/d采集卡和計(jì)算機(jī)，a/d采集卡與計(jì)算機(jī)電性連接，該a/d采集卡用于將放大后的有用信號(hào)和采樣脈沖信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理并存儲(chǔ)至a/d采集卡內(nèi)，計(jì)算機(jī)內(nèi)置有視電阻率計(jì)算模塊，該視電阻率計(jì)算模塊用于將a/d采集卡中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理得到該區(qū)域的視電阻率，并與計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的干凈地下水的視電阻率標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行參照對(duì)比，計(jì)算機(jī)分別通過(guò)線路與led報(bào)警燈和顯示器連接，led報(bào)警燈用于在測(cè)得的視電阻率相對(duì)值超過(guò)設(shè)定值上限時(shí)開(kāi)始報(bào)警提醒，顯示器用于顯示測(cè)試過(guò)程中的所有數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中并通過(guò)usb接口導(dǎo)出以便于對(duì)數(shù)據(jù)研究。

本發(fā)明的工作原理為：當(dāng)?shù)叵滤挥蜌馕廴竞?，污染區(qū)內(nèi)電阻率主要受潛水面之上的汽油所控制，汽油浸潤(rùn)了潛水面之上的土壤，導(dǎo)致電阻率升高，另外，污染區(qū)表層的黏土構(gòu)成了一個(gè)很好的封堵層，阻止了汽油的自由擴(kuò)散。通過(guò)測(cè)量地下水電阻率的相對(duì)變化值，并將這些變化量經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后和地下水的真實(shí)的電阻率值相比較，就可以推測(cè)出此處的地下水油氣污染情況，該發(fā)明通過(guò)甚低頻信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行分析，避免了現(xiàn)有技術(shù)中只利用信號(hào)的幅度信息，一次只能接受一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)的信號(hào)，使測(cè)量結(jié)果誤差大的技術(shù)問(wèn)題，有效提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)精度。

本發(fā)明的具體運(yùn)行過(guò)程為：當(dāng)需要檢測(cè)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(shí)，在以加油站泄漏點(diǎn)為圓心，以任意長(zhǎng)為半徑，于地表平行處水平放置檢測(cè)裝置，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，供電設(shè)備開(kāi)始工作，然后鞭狀天線自動(dòng)搜索來(lái)自于俄羅斯alpha導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的vlf信號(hào)，磁棒天線開(kāi)始感應(yīng)垂直方向上的磁場(chǎng)分量，同時(shí)旋轉(zhuǎn)頻道選擇旋鈕，待信號(hào)穩(wěn)定后固定旋鈕，經(jīng)過(guò)抗混疊濾波器提取出有用信號(hào)，并通過(guò)低噪聲放大器進(jìn)行放大處理后，與經(jīng)銣原子頻標(biāo)分頻電路整形輸出的40khz的采樣脈沖信號(hào)在a/d采集卡中進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，計(jì)算機(jī)對(duì)提取到的vlf信號(hào)的幅度和相位進(jìn)行處理記錄，并計(jì)算視電阻率的相對(duì)變化量，經(jīng)過(guò)對(duì)照分析后，最后將數(shù)據(jù)結(jié)果傳送至計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，并且在顯示器上顯示，若該數(shù)據(jù)結(jié)果超過(guò)設(shè)定上限，led報(bào)警燈開(kāi)始報(bào)警。該裝置可供相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)掌握了解該區(qū)域的地下水油氣污染情況，然后依據(jù)檢測(cè)結(jié)果，制定合理的治理方案，用來(lái)改善環(huán)境，并保障附近居民的生活質(zhì)量。

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