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一种重金属污染场地检测装置的设计研究

作者:省级期刊
出处:www.lunrr.com
时间:2019-10-15

中国是一个土地资源稀缺,人口密集,土壤资源紧张的大国。土壤污染越来越严重。一些地区污染严重,土壤重度污染地区和高风险地区分布广泛。据统计,中国被镉,铬,铅等重金属污染的耕地面积已达2000万公顷,占全国耕地总面积的五分之一。即使在工业区和城市,铬的污染程度也不容小under。土壤污染带来了一系列农作物食品安全问题和复杂的区域中毒现象。全国范围内重金属中毒的紧急情况严重威胁着人们的健康和生活环境。

对于土壤污染物检测的问题,国内外已进行了许多研究和发明。就外国而言,外国已经将先进的科学应用于土壤环境的检测,其自动化程度已引领了世界其他国家的研究。 20世纪末,当自动化技术开始广泛使用时,国外用于农业生产的土壤勘探开始进入自动化监控网络时代,并迅速实现了商业化和规模化,并被广泛用于各种土壤指标的检测。这种自动土壤检测技术速度快,容量大,并迅速用于各种土壤指标中。在重金属检测领域,国内研究主要集中在一些金属矿物的检测上。使用这种用于检测金属矿物质的设备在重金属污染的调查中出现了各种问题。包括检测深度的差异,检测浓度的差异等。对于重金属污染,我们需要一种能够更准确地检测污染源的设备。

1方法原理的介绍与选择

在重金属的检测中,相关的检测方法包括电磁法,感应极化法和电阻率法。 (1)电磁法:电磁法也称为电磁感应法。它利用电磁感应原理,根据岩石和矿石的电导率和磁导率的差异进行探测和检测。工作模式是:向地面注入磁场。当地面中存在导电介质时,在输入到地面的交变电磁场的作用下,土壤中的导电重金属将通过电磁感应现象产生电流,并且感应电流再次在地面周围产生磁场。第二。次级磁场的出现将干扰初级磁场,并最终产生新的磁场。基于这个新的磁场,我们将判断地下重金属的污染。电磁方法非常适合于金属矿石的检测。 (2)电阻率法:土壤,岩石和矿石的电导率存在各种差异。在土壤周围建立人工电场,以观察和研究电阻率的差异。因此,电阻率法的实质是要通过测量过程。确定土壤和地质调查的电阻率。 (3)感应极化:这是一种电测量。它是将电流注入地面并根据导电介质的感应极化效应进行测量。它包括时域和频域方法。交流电的注入是频域方法,也称为交流激励极化。直流电的注入称为时域方法,也称为直流感应极化。

2时域数学模型

时域测量的理论基础是:δU1是人工电流带来的电势,而δU2是土壤极化后产生的电势。 δU(T)是叠加的δU1和δU2的电气变化值。根据该图,该值首先增加,然后达到稳定值。停电后,δU1消失,δU2缓慢消失。变化过程由δU2(t)表示。

主要参数为极化率η:感应电阻率G:感应导电率J:

3总体检查的设计

本文设计的硬件电路包括:dsp及其外围电路、ad及其外围器件和外围电路、信号采集电路、通信接口电路和电源电路等,核心处理器选用tms320f2812,ad选用ad。

4种现场试验方法

检测方法有两种:(1)地面测量。这是一种传统的土壤检测方法,其具体实现过程非常复杂:仍然采用传统的钻孔和布设探测器的技术。该方法的原理是通过一个供电电极和一个测量电极得到不同位置的电位差,进而得到整个测量区域的电阻率分布。这种方法在钻探过程中耗费大量的人力物力,更适合于深部矿产和地质勘探。(2)电阻率测井。地面测量是通过在地面布置电源电极,人工设置电场,将稳定的直流电流传导到地下。通过测量电极之间的电位差,达到了测量的效果。地表调查方法简单、省时、省力,更适用于污染调查等浅埋异物探测。因此,选择电阻率测井。

5结束语

综上所述,本文介绍了我国重金属污染的现状,阐述了研制重金属污染检测装置的重要性,提出了一种明确的重金属污染检测装置设计方案。本设计将解决中国重金属污染难以检测的问题,为进一步的研究和开发打下基础。

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