專利名稱：多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積α能譜土壤測氡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體來講，針對目前地質(zhì)勘查領(lǐng)域和環(huán)境評價(jià)
領(lǐng)域的土壤測氡的應(yīng)用要求，提出一種多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能語土壤測氡方法。
背景技術(shù)：
土壤測氡廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘查領(lǐng)域和環(huán)境^:射性評《介領(lǐng)域。在地質(zhì)勘查領(lǐng) 域中，鈾礦勘查、基巖地下水勘查、地下煤層自燃現(xiàn)象火災(zāi)分布勘探、地震震 前氡異常監(jiān)測、滑坡滑動(dòng)構(gòu)造帶勘查、地面塌陷與采空區(qū)的勘查、建筑地基隱 伏斷層與地裂縫的勘查等都可以采用土壤測氡方法來實(shí)現(xiàn)。在環(huán)境放性射評價(jià) 領(lǐng)域，比如地下商場地基氡濃度指標(biāo)檢測、建筑物地基土壤氡濃度指標(biāo)檢測等， 也都需要進(jìn)行土壤氡氣測量。
現(xiàn)有土壤測氡的方法主要包括抽氣法瞬時(shí)測氡方法、靜電a卡積累法測 氡方法、a徑跡測氡、Po-210法測氡、a杯累積法測氡方法、天然熱釋光法測 氡方法。這些土壤氡氣測量方法在測量工作效率、工作自動(dòng)化程度、測量數(shù)據(jù) 的可靠性以及測量靈敏度等都存在一些缺陷，同時(shí)很少作a能i普測量，而a能 譜測量在鈾礦勘查中是很重要的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。由于地表氡量相對比較微弱， 目前的主要氡氣測量方法a杯、a卡積累法很難做到能譜測量，抽氣瞬時(shí)測量法 雖然解決a能i瞽測量問題，但由于環(huán)境等因影響使的數(shù)分鐘內(nèi)的獲得的測氡數(shù) 據(jù)變化很大，難于分析利用，同時(shí)由于探測器污染問題，使得實(shí)際工作效率很 低。多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法便于大量布點(diǎn)，適于大規(guī)模地質(zhì)勘 查，在提高工作效率的同時(shí)，也能夠獲得瞬時(shí)法和連續(xù)測量法無法探測的氡及 其子體的信息，特別是多參數(shù)測量有利于地質(zhì)現(xiàn)象的解釋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何提供一種多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土 壤測氡方法，該方法能克服現(xiàn)有土壤測氡方法的缺陷，能解決土壤氡氣測量效 率、測量精度、測量準(zhǔn)確性、測量可靠性低的問題，可實(shí)現(xiàn)對氡及其子體核素 的定性測量，從而能夠滿足目前地質(zhì)勘查領(lǐng)域和環(huán)境評價(jià)領(lǐng)域?qū)ν寥离睔鉁y量 的迫切需求。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案提供一種多測點(diǎn)擴(kuò)散式 累積a能譜土壤測氡方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟
A、 根據(jù)測量需要選擇測量點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集器埋于各個(gè)測量點(diǎn)的土壤下；
B、 等待土壤中的氡氣擴(kuò)散到數(shù)據(jù)采集器的氡氣采集腔中，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)釆 集器；
C、 數(shù)據(jù)采集器通過設(shè)置在電路板上的探測器累積收集測量各個(gè)測點(diǎn)的氡及 其子體中的a輻射體，測量完畢后把測量到的數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊；
D、 現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊對來自各個(gè)數(shù)據(jù)釆集器的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再
將測量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)分析模塊；
E、 計(jì)算機(jī)分析模塊對接收到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理，并生成圖像進(jìn)行 輸出。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征在于， 所述步驟A中的所述數(shù)據(jù)采集器包括保護(hù)腔體和固定連接在保護(hù)腔體下方的氡 氣擴(kuò)散腔；所述保護(hù)腔體內(nèi)設(shè)置有一電路封裝腔體；所述電路封裝腔體內(nèi)的上 部設(shè)置有電路板，電路封裝腔體內(nèi)的下部設(shè)置有氡氣采集腔；所述電路板和氡 氣采集腔之間設(shè)有絕緣材料；所述電路板上設(shè)置有調(diào)理放大電路、多道脈沖幅 度分析器、微處理器、無線通信模塊、溫濕度測量模塊和用于探測氡及其子體
信號的探測器；所述氡氣采集腔通過固定螺絲連接在電路封裝腔體底部，保護(hù) 腔體的底部上設(shè)置有用于氡氣進(jìn)入氡氣采集腔的通孔；所述氡氣擴(kuò)散腔為下方 大上方小的中空圓柱體結(jié)構(gòu)，氡氣擴(kuò)散腔的腔壁上設(shè)置有若干氡氣擴(kuò)散網(wǎng)孔， 氡氣擴(kuò)散腔的頂部設(shè)置有擴(kuò)散孔加濾膜；所述電路封裝腔體和保護(hù)腔體之間、 絕緣材料和電路板之間均設(shè)置有用于電路系統(tǒng)防潮的O形密封圈。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征在于， 所述溫濕度測量模塊用于測量各個(gè)測點(diǎn)的溫度和濕度，并將所測得的數(shù)據(jù)發(fā)送 至現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊，用于修正溫濕度對測量值的影響。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)采集器上還設(shè)置有低功耗電源管理模塊。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能i普土壤測氡方法，其特征在于， 所述步驟C中探測器探測到的氡及其子體信號通過調(diào)理放大電路進(jìn)行放大后， 再經(jīng)過多道脈沖幅度分析器轉(zhuǎn)換成能語信號進(jìn)入微處理器通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā) 送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能i普土壤測氡方法，其特征在于， 所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊和計(jì)算機(jī)分析模塊之間采用USB 口進(jìn)行連接。
按照本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能i普土壤測氡方法，其特征在于， 氡氣擴(kuò)散腔的腔壁為采用不銹鋼材料制作的高壓腔體。
綜上所述，本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能語土壤測氡方法具有如 下優(yōu)點(diǎn)
1、 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，采用數(shù)據(jù)采集器跟數(shù)據(jù)管理分開設(shè)計(jì)，這便于進(jìn)行多 測點(diǎn)同時(shí)異步測量；
2、 在測量方法上，采用了擴(kuò)散式積累法a能譜測氡方式，擴(kuò)散式積累法
可提高數(shù)據(jù)的可靠性和可信性，a能譜測氡可提供氡及其子體定量分析，可區(qū)分 鈾系和釷系a衰變子體；
3、 在測量方式上，采用多測點(diǎn)同時(shí)異步工作，可無線通信，同時(shí)測點(diǎn)數(shù) 量可根據(jù)需要配置，符合實(shí)際應(yīng)用需求及提高測量的工作效率；
4、 在測量性能上，可設(shè)計(jì)絕對測量(把測量值轉(zhuǎn)換成濃度值，主要應(yīng)用 于環(huán)境評價(jià)測量領(lǐng)域)，也可設(shè)計(jì)成相對測量(各個(gè)測點(diǎn)在同一個(gè)條件下進(jìn)行測 量，數(shù)據(jù)作相對測量比較，主要應(yīng)用于地質(zhì)勘查領(lǐng)域)。


圖1為多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能謙土壤測氡方法的原理簡圖； 圖2為數(shù)據(jù)采集器的功能模塊連接圖； 圖3為數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)簡圖； 圖4為數(shù)據(jù)采集器中的電場分布圖。
其中，1、保護(hù)腔體；2、電路封裝腔體；3、絕緣材料；4、氡氣采集腔；5、 O形密封圈；6、氡氣擴(kuò)散腔；7、氡氣擴(kuò)散網(wǎng)孔；8、擴(kuò)散孔加濾膜；9、通孑L; 10、固定螺絲；11、探測器；12、溫濕度測量模塊；13、電路板。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明所提供的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征在于，所 述方法包括如下步驟A、根據(jù)測量需要選擇測量點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集器埋于各個(gè)測 量點(diǎn)的土壤下；B、等待土壤中的氡氣擴(kuò)散到數(shù)據(jù)采集器的氡氣采集腔4中，然 后啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器；C、數(shù)據(jù)采集器通過設(shè)置在電路板13上的探測器11累積收 集測量各個(gè)測點(diǎn)的氡及其子體中的a輻射體，測量完畢后把測量到的數(shù)據(jù)發(fā)送 到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊；D、現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊對來自各個(gè)數(shù)據(jù)采集器的測量數(shù)據(jù)
進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再將測量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)分析模塊；E、計(jì)算 機(jī)分析模塊對接收到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理，并生成圖像進(jìn)行輸出。
如圖1所示，整個(gè)測量系統(tǒng)包括若干個(gè)數(shù)據(jù)采集器、現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊、 ZigBee無線星狀通信網(wǎng)絡(luò)以及計(jì)算機(jī)軟件分析模塊4部分構(gòu)成。所述現(xiàn)場數(shù)據(jù) 管理模塊和計(jì)算機(jī)分析模塊之間采用USB 口進(jìn)行連接；各個(gè)測點(diǎn)設(shè)置數(shù)據(jù)釆集 器，數(shù)據(jù)釆集器通過ZigBee無線星狀通信網(wǎng)絡(luò)
圖2所示為數(shù)據(jù)釆集器的功能模塊連接圖。如圖所示，數(shù)據(jù)采集器包括有 調(diào)理放大電路、多道脈沖幅度分析器、微處理器、ZigBee無線通信模塊、溫濕 度測量模塊12和用于探測氡及其子體信號的探測器11;探測器探測到氡及其子 體信號，通過調(diào)理放大電路放大到所需要大小的信號，再通過多道脈沖幅度分 析器把該信號轉(zhuǎn)換成a能語信號，再進(jìn)入微處理器通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā) 送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊。溫濕度測量模塊主要是為了修正溫濕度對測量的影響， 溫濕度數(shù)據(jù)連同多道能語數(shù)據(jù)一通打包發(fā)送。為了節(jié)省電源，整個(gè)探測器采用 了低功耗電源管理模塊設(shè)計(jì)方案。
如圖3所示，數(shù)據(jù)釆集器包括保護(hù)腔體1和固定連接在保護(hù)腔體1下方的 氡氣擴(kuò)散腔6;所述保護(hù)腔體1內(nèi)設(shè)置有一電路封裝腔體2;所述電路封裝腔體 2內(nèi)的上部設(shè)置有電路板13,電路封裝腔體2內(nèi)的下部設(shè)置有氡氣采集腔4;所 述電路板13和氡氣采集腔4之間設(shè)有絕緣材料3;所述電路板13上設(shè)置有調(diào)理 放大電路、多道脈沖幅度分析器、微處理器、無線通信模塊、溫濕度測量模塊 12和用于探測氡及其子體信號的探測器11;所述氡氣采集腔4通過固定螺絲10 連接在電路封裝腔體2的底部，保護(hù)腔體1的底部上設(shè)置有用于氡氣進(jìn)入氡氣 采集腔4的通孔9;所述氡氣擴(kuò)散腔6為下方大上方小的中空圓柱體結(jié)構(gòu)，氡氣 擴(kuò)散腔6的腔壁上設(shè)置有若干氡氣擴(kuò)散網(wǎng)孔7，氡氣擴(kuò)散腔6的頂部設(shè)置有擴(kuò)散
孔加濾膜8;所述電路封裝腔體2和保護(hù)腔體1之間、絕緣材料3和電路板13 之間均設(shè)置有用于電路系統(tǒng)防潮的O形密封圈5;氡氣擴(kuò)散腔6的腔壁為釆用 不銹鋼材料制作的高壓腔體。
在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上主要考慮電子電路防潮密封問題，保護(hù)腔體l的設(shè)置主要是考 慮數(shù)據(jù)采集器跟土壤隔離。
本發(fā)明提出了擴(kuò)散式累積法cc能譜土壤氡氣測量方法，下面先介紹一下擴(kuò) 散式累積法原理。氡氣的累積擴(kuò)散主要依靠本發(fā)明所提供的數(shù)據(jù)采集器實(shí)現(xiàn)的， 其原理是整個(gè)數(shù)據(jù)采集器在一個(gè)保護(hù)腔體的保護(hù)下，直接埋入土壤中，在數(shù) 據(jù)采集器與土壤平面之間有一個(gè)一定高度空間擴(kuò)散腔。由于氡氣具有較長的半
衰期(3.82天)，又是一種惰性不帶電的氣體，它具有較強(qiáng)的擴(kuò)散能力。所以， 土壤中的氡氣在壓力差、濃度差、溫度差等一些外部因素作用下，慢慢擴(kuò)散到 擴(kuò)散腔體中，氡氣繼續(xù)在這些外部因素作用下，通過擴(kuò)散孔擴(kuò)散到氡氣采集腔 中。而釷氣半衰期很短(55.6秒)，在空氣中的擴(kuò)散具體很短，所以釷氣不會擴(kuò) 散到采集腔中。
氡氣采集腔壁為杯狀不銹鋼材料，在杯狀底部有擴(kuò)散網(wǎng)孔。當(dāng)在腔體上外 加一個(gè)正高壓時(shí)，在腔體與探測器以及腔體與大地之間形成一個(gè)電場，電場分 布如圖4所示。氡氣本身不帶電，擴(kuò)散的時(shí)候基本上不受外加電場的影響，氡 氣進(jìn)入氡氣采集器腔體后，按固有的衰變規(guī)律進(jìn)行衰變放出oc射線，a射線帶 正電，在高壓電場的作用下，ot粒子被吸附到金硅面探測器表面并進(jìn)行射線轟 擊(這個(gè)粒子可能有能量損失，我們能譜測量時(shí)不是測量這種類型的a粒子)， 而它的子體^Po具有氣溶膠性質(zhì)，帶正電，同樣在正高壓電場的作用下被吸附 到金硅面探測器表面。這些子體同樣經(jīng)過衰變放射出ct粒子，這些a粒子轟擊 探測器產(chǎn)生相應(yīng)的電離電荷，通過電子學(xué)電鴻4a這個(gè)電荷信號轉(zhuǎn)換成脈沖信號
進(jìn)行記錄，從而實(shí)現(xiàn)測量的目的。
由于氡氣以及釷射氣的子體是具備氣溶膠性質(zhì)的帶正電的粒子，所以在外 加電場作用下，不會經(jīng)過擴(kuò)散孔進(jìn)入氡氣釆集腔。所以被探測器探測到的子體 OC輻射體是全部由擴(kuò)散到氡氣釆集腔的氡氣衰變產(chǎn)生的子體。
當(dāng)核素A半衰期(這里指2"Rn )比核素B (這里指218Po )長的多的情況下， 兩個(gè)子體達(dá)到平衡的時(shí)間為IO倍核素B半衰期，222Rn半衰期為3. 82天，218Po 半衰期為3分鐘，可以認(rèn)為是滿足這一衰變規(guī)律的，所以基本上可以認(rèn)為30分 鐘氡氣跟其主要子體Po-218已經(jīng)達(dá)到理論平衡。
由于探測器探測的是附在探測器表面的氡的衰變子體來間接的測量土壤中 氡的濃度的，當(dāng)前一次測量完畢后，由于子體具有一定的殘留效應(yīng)，所以必需 等待殘留效應(yīng)消除后才能進(jìn)行下一次測量，而消除殘留效應(yīng)的唯一辦法自由(只 有)等待其自由衰變。根據(jù)衰變規(guī)律， 一般認(rèn)為一個(gè)核素經(jīng)過10倍半衰期(核 素?cái)?shù)量減少到原來O. 1%)就可認(rèn)為其已經(jīng)衰變完。氡(指^Rn)的衰變子體主 要a輻射體為2，0, 214Po, 2"Po的半衰期為3分鐘，而218Po是緊接著氡的一個(gè) 衰變子體，不受中間其它子體放射性衰變的影響。所以我們這里可指考慮^Po 殘留問題，也就是說30分鐘后，2"Po將衰變完畢，通過能譜測量的方式，只測 量"8po的計(jì)數(shù)，根據(jù)放射性衰變平衡理論，在母體核素與子體核素衰變達(dá)到動(dòng) 態(tài)平衡的時(shí)候，可認(rèn)為母體與子體之間濃度存在線性關(guān)系，從而可以通過^Po 的計(jì)數(shù)獲得氡的濃度。
還有一種情況是剛測量完畢從土壤中挖出，那么氡氣采集腔中可能殘留以 擴(kuò)散進(jìn)去的氡氣，如果這個(gè)氡氣不排除，而直接埋入下一個(gè)測點(diǎn)，那么同樣會 影響下一個(gè)測量數(shù)據(jù)，由于氡的半衰期為3. 82天，所以不可能采用衰變的》文射 清除氡氣殘留效應(yīng)?？刹捎迷诳諝庵蟹胖?分鐘作用，通過空氣擴(kuò)散的方式清
洗氡氣采集腔。理論上，空氣中的氡濃度與土壤中氡濃度至少差兩個(gè)數(shù)量級以 上，所以可認(rèn)為空氣是一種干凈的清潔氣。
同時(shí)，由于在埋探測器的時(shí)候，地表氡氣聚集環(huán)境被臨時(shí)破壞，恢復(fù)氡氣
場需要一定的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)重新覆蓋浮土超過30分鐘后，氡氣場基本上 可以恢復(fù)到原來80%以上水平，我們認(rèn)為這一狀態(tài)為氡氣場的準(zhǔn)重新平衡。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集器工作時(shí)放置在帶有擴(kuò)散氣腔的保護(hù)裝置內(nèi)，連同 保護(hù)裝置一同埋于土壤中50cm左右處，埋30分鐘左右一段時(shí)間等待土壤中的 氡氣擴(kuò)散到數(shù)據(jù)采集器的氡氣采集腔中，然后自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器工作，采集 器的氡氣采集器氣腔壁加了一個(gè)正+1000V高壓，由于探測器表面是地電平，所 以會在氡氣采集器腔壁與探測器表面之間形成一個(gè)強(qiáng)電場，同時(shí)由于氡的衰變 子體帶正電，在高壓電場的作用下，很快被吸附到探測器表面，氡的子體在探 測器表面發(fā)送a衰變放出a射線粒子，探測器探測到這個(gè)a粒子，并通過電子 電路轉(zhuǎn)換成多道能譜數(shù)據(jù)。探測到信號的幅度大小能反應(yīng)相應(yīng)的核素特性，探 測到的粒子多少能反應(yīng)相應(yīng)核素的濃度，通過探測氡的衰變子體從而確定氡的 濃度。
本發(fā)明具有如下特點(diǎn)
1、 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用數(shù)據(jù)采集器跟數(shù)據(jù)管理分開設(shè)計(jì)，這便于進(jìn)行 多測點(diǎn)組網(wǎng)測量。
2、 在測量方法上，采用了擴(kuò)散式積累法a能譜測氡方式，擴(kuò)散式積累法可 提高數(shù)據(jù)的可靠性和可信性，a能譜測氡可提供氡及其子體定量分析，可區(qū)分鈾 系和釷系a衰變子體。
3、 在測量方式上，采用多測點(diǎn)同時(shí)異步工作，并可無線通信，同時(shí)測點(diǎn)數(shù) 量可根據(jù)需要配置，符合實(shí)際應(yīng)用需求及提高測量的工作效率。
4、 在性能上，可設(shè)計(jì)絕對測量(把測量值轉(zhuǎn)換成濃度值，主要應(yīng)用于環(huán)境 評價(jià)測量領(lǐng)域)，也可設(shè)計(jì)成相對測量(各個(gè)測點(diǎn)在同一個(gè)條件下進(jìn)行測量，數(shù) 據(jù)作相對測量比較，主要應(yīng)用于地質(zhì)勘查領(lǐng)域)。
5、 在電路功能上主要完成土壤中氡及其子體a能譜測量。在a射線粒子探 測方面，由于a射線跟物質(zhì)作用時(shí)具有很強(qiáng)的電離能力，根據(jù)這一特性，核輻 射探測器能將不同能量的a射線粒子轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的微弱電訊號，然后通過 后續(xù)電路，對這個(gè)微弱的電訊號進(jìn)行整形放大，使之成為一個(gè)電脈沖信號后進(jìn) 入多道脈沖幅度分析器。通過控制電路控制多道脈沖幅度進(jìn)行工作，把不同幅 度的模擬信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號，這個(gè)數(shù)字代表一個(gè)道地址，以道地址作 為存儲器的地址碼記錄脈沖數(shù)，各道地址的記數(shù)就可以把脈沖幅度的分布情況 表現(xiàn)出來。而幅度信號大小為各元素輻射能量不同的表現(xiàn)，相應(yīng)道址的計(jì)數(shù)代 表相應(yīng)能量的輻射強(qiáng)度。氡及其子體的a射線的能量是固定的，通過多道能傳 的方式可測量氡及其子體相關(guān)信息數(shù)據(jù)。
6、 在結(jié)構(gòu)上，主要完成了利用擴(kuò)散式累積法的土壤a能鐠測氡數(shù)據(jù)采集器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了保證電子電路的工作穩(wěn)定性以及使用壽命，采用了專門防潮設(shè) 計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散式累積法的工作方法，專門設(shè)計(jì)了帶高壓電場的氡氣數(shù)據(jù)采 集氣腔。
7、 在系統(tǒng)構(gòu)架上，采用了多測點(diǎn)同時(shí)異步測量的可無線通信的測量工作網(wǎng) 絡(luò)，大大提高了測量工作效率。
權(quán)利要求
1、一種多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積α能譜土壤測氡方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟A、根據(jù)測量需要選擇測量點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集器埋于各個(gè)測量點(diǎn)的土壤下；B、等待土壤中的氡氣擴(kuò)散到數(shù)據(jù)采集器的氡氣采集腔(4)中，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器；C、數(shù)據(jù)采集器通過設(shè)置在電路板(13)上的探測器(11)累積收集測量各個(gè)測點(diǎn)的氡及其子體中的α輻射體，測量完畢后把測量到的數(shù)據(jù)發(fā)送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊；D、現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊對來自各個(gè)數(shù)據(jù)采集器的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再將測量數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)分析模塊；E、計(jì)算機(jī)分析模塊對接收到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理，并生成圖像進(jìn)行輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能語土壤測氡方法，其特征 在于，所述步驟A中的所述凄史據(jù)采集器包括保護(hù)腔體(1)和固定連接在保護(hù)腔 體(1)下方的氡氣擴(kuò)散腔(6);所述保護(hù)腔體(1)內(nèi)設(shè)置有一電路封裝腔體(2);所述電路封裝腔體(2)內(nèi)的上部設(shè)置有電路板(13 )，電路封裝腔體(2) 內(nèi)的下部設(shè)置有氡氣采集腔(4);所述電路板(13)和氡氣采集腔(4)之間設(shè) 有絕緣材料(3);所述電路板(13)上設(shè)置有調(diào)理放大電路、多道脈沖幅度分 析器、微處理器、無線通信模塊、溫濕度測量模塊(12)和用于探測氡及其子 體信號的探測器(11);所述氡氣采集腔(4)通過固定螺絲(10)連接在電路 封裝腔體(2)的底部，保護(hù)腔體(1)的底部上設(shè)置有用于氡氣進(jìn)入氡氣采集 腔(4)的通孔(9);所述氡氣擴(kuò)散腔(6)為下方大上方小的中空圓柱體結(jié)構(gòu)， 氡氣擴(kuò)散腔(6)的腔壁上設(shè)置有若干氡氣擴(kuò)散網(wǎng)孔(7),氡氣擴(kuò)散腔(6)的 頂部設(shè)置有擴(kuò)散孔加濾膜(8 );所述電路封裝腔體(2 )和保護(hù)腔體(1)之間、 絕緣材料(3)和電路板(13)之間均設(shè)置有用于防潮的O形密封圈(5)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能語土壤測氡方法，其特征 在于，所述溫濕度測量模塊(12)用于測量各個(gè)測點(diǎn)的溫度和濕度，并將所測 得的數(shù)據(jù)發(fā)送至現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊，用于修正溫濕度對測量值的影響。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征 在于，所述數(shù)據(jù)釆集器上還設(shè)置有低功耗電源管理模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征 在于，所述步驟C中探測器(11)探測到的氡及其子體信號通過調(diào)理放大電路 進(jìn)行放大后，再經(jīng)過多道脈沖幅度分析器轉(zhuǎn)換成能譜信號進(jìn)入微處理器通過無 線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征 在于，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊和計(jì)算機(jī)分析模塊之間采用USB 口進(jìn)行連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積a能譜土壤測氡方法，其特征 在于，氡氣擴(kuò)散腔(6)的腔壁為采用不銹鋼材料制作的高壓腔體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多測點(diǎn)擴(kuò)散式累積α能譜土壤測氡方法，包括步驟A.選擇測點(diǎn)，將數(shù)據(jù)采集器埋于測點(diǎn)的土壤中；B.等土壤中的氡氣擴(kuò)散到數(shù)據(jù)采集器的氡氣采集腔中后啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集器；C.數(shù)據(jù)采集器累積收集測量測點(diǎn)的氡及其子體中的α輻射體，完畢后把測量數(shù)據(jù)送到現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊；D.現(xiàn)場數(shù)據(jù)管理模塊對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，再傳送至計(jì)算機(jī)分析模塊；E.計(jì)算機(jī)分析模塊對數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理。該方法能克服現(xiàn)有土壤測氡方法的缺陷，能解決土壤氡氣測量效率、測量精度、測量準(zhǔn)確性、測量可靠性低的問題，可實(shí)現(xiàn)對氡及其子體核素的定性測量，從而能夠滿足目前地質(zhì)勘查領(lǐng)域和環(huán)境評價(jià)領(lǐng)域?qū)ν寥离睔鉁y量的迫切需求。
文檔編號G01T1/36GK101393144SQ20081004630
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者丁衛(wèi)撐, 易 劉, 劉念聰, 偉 周, 孫付春, 方 方, 丹 李, 敏 王, 鄭永明, 萍 閆, 阮菊紅, 偉 陳, 秋 黃, 黃洪全, 龔迪琛 申請人:成都理工大學(xué)