用于检测土壤的通风性的检测方法发明专利

专利名称：用于检测土壤的通风性的检测方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010981923.5

专利申请（专利权）人：中国石油天然气集团有限公司,中国石油集团安全环保技术研究院有限公司
权利人地址：北京市东城区东直门北大街9号

专利发明（设计）人：杜显元,李兴春,陈宏坤,王列,郑瑾,宋权威,张坤峰,宋佳宇

专利摘要：本发明提供了一种用于检测土壤的通风性的检测方法，包括：步骤S1：在对土壤通风前对土壤进行通风前检测，以测量土壤各个位置处的温度；步骤S2：对土壤进行通风并对土壤进行通风后检测，以测量通风后土壤各个位置处的温度；步骤S3：计算同一位置的通风前检测的温度和通风后检测的温度之差，并与预设温度差进行比较以判断该位置处的通风效果。本发明用于检测土壤的通风性的检测方法解决了现有技术中的土壤的通风性不方便检测的问题。

主权利要求：
1.一种用于检测土壤的通风性的检测方法，其特征在于，所述用于检测土壤的通风性的检测方法包括：步骤S1：在对所述土壤通风前对所述土壤进行通风前检测，以测量所述土壤表面各个位置处的温度；
步骤S2：对所述土壤进行通风并对所述土壤进行通风后检测，以测量通风后所述土壤表面各个位置处的温度；
步骤S3：计算同一所述位置的所述通风前检测的温度和所述通风后检测的温度之差，并与预设温度差进行比较以判断该所述位置处的通风效果；
重复N次所述步骤S2，直至N次所述步骤S2执行完毕后，再执行所述步骤S3，N大于等于
2，并在所述步骤S3中计算相邻两次所述步骤S2中测量的同一位置处的温度差，以与所述预设温度差进行比较；
采用红外传感器测量所述土壤表面各个位置的温度；
在所述步骤S1中，通过所述红外传感器获取所述土壤各个位置的温度值并生成所述土壤的第一热分布图；
在所述步骤S2中，通过所述红外传感器获取所述土壤各个位置的温度值并生成所述土壤的第二热分布图；
在所述步骤S3中，通过对比所述第一热分布图和所述第二热分布图上对应所述位置处的色差以判断所述通风前检测的温度和所述通风后检测的温度之差。
2.根据权利要求1所述的用于检测土壤的通风性的检测方法，其特征在于，所述用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在所述步骤S1之前的步骤S0，所述步骤S0包括将成像装置与所述红外传感器连接；
以在所述步骤S1中，使所述成像装置接收所述红外传感器测量的数据并生成所述第一热分布图；
以在所述步骤S2中，使所述成像装置接收所述红外传感器测量的数据并生成所述第二热分布图。
3.根据权利要求1所述的用于检测土壤的通风性的检测方法，其特征在于，所述用于检测土壤的通风性的检测方法还包括：在相邻两次所述步骤S2之间间隔10min。
4.根据权利要求1所述的用于检测土壤的通风性的检测方法，其特征在于，所述用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在所述步骤S1之前的步骤S0，所述步骤S0包括在所述土壤上均布地设置多个测试点；
在所述步骤S1中，采用红外传感器对各个所述测试点进行所述通风前检测；
在所述步骤S2中，采用红外传感器对各个所述测试点进行所述通风后检测。
5.根据权利要求1所述的用于检测土壤的通风性的检测方法，其特征在于，所述用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在所述步骤S1之前的步骤S0，所述步骤S0包括：将所述土壤划分成多个测试区域；
在所述步骤S1和所述步骤S2中，采用红外传感器对各个所述测试区域内的温度进行测量，以获取所述测试区域内的最高温度值、最低温度值、平均温度值中的至少一个。 说明书 : 用于检测土壤的通风性的检测方法技术领域[0001] 本发明涉及土壤检测技术领域，具体而言，涉及一种用于检测土壤的通风性的检测方法。背景技术[0002] 随着土壤修复技术的兴起，生物通风修复含油土壤技术已逐渐开展。在土壤修复过程中，对污染土壤进行强制通风，实现内部微流场的改善。但是采用什么方式进行通风均匀性检测，一直都是研究的重点。传统生物通风采用鼓风井及抽空井的方式，对土壤中挥发有机物进行去除，鼓风流量大，风力不均匀，土壤修复程度难以把控。而通风均匀性检测更是没有一种明确的方式，多是采用土壤堆上均匀布点，然后通过测量各点的表面风速值来确定生物堆通风效果，方法不直观，效果不明显，无法时时对通风效果进行直观的评价，不能即时辅助通风作业。造成通风效果不佳，土壤修复效果不好的后果。发明内容[0003] 本发明的主要目的在于提供一种用于检测土壤的通风性的检测方法，以解决现有技术中的土壤的通风性不方便检测的问题。[0004] 为了实现上述目的，本发明提供了一种用于检测土壤的通风性的检测方法，用于检测土壤的通风性的检测方法包括：步骤S1：在对土壤通风前对土壤进行通风前检测，以测量土壤各个位置处的温度；步骤S2：对土壤进行通风并对土壤进行通风后检测，以测量通风后土壤各个位置处的温度；步骤S3：计算同一位置的通风前检测的温度和通风后检测的温度之差，并与预设温度差进行比较以判断该位置处的通风效果。[0005] 进一步地，采用红外传感器测量土壤各个位置的温度。[0006] 进一步地，在步骤S1中，通过红外传感器获取土壤各个位置的温度值并生成土壤的第一热分布图。[0007] 进一步地，在步骤S2中，通过红外传感器获取土壤各个位置的温度值并生成土壤的第二热分布图。[0008] 进一步地，在步骤S3中，通过对比第一热分布图和第二热分布图上对应位置处的色差以判断通风前检测的温度和通风后检测的温度之差。[0009] 进一步地，用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括将成像装置与红外传感器连接；以在步骤S1中，使成像装置接收红外传感器测量的数据并生成第一热分布图；以在步骤S2中，使成像装置接收红外传感器测量的数据并生成第二热分布图。[0010] 进一步地，重复N次步骤S2，直至N次步骤S2执行完毕后，再执行步骤S3，N大于等于2，并在步骤S3中计算相邻两次步骤S2中测量的同一位置处的温度差，以与预设温度差进行比较。[0011] 进一步地，用于检测土壤的通风性的检测方法还包括：在相邻两次步骤S2之间间隔10min。[0012] 进一步地，用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括在土壤上均布地设置多个测试点；在步骤S1中，采用红外传感器对各个测试点进行通风前检测；在步骤S2中，采用红外传感器对各个测试点进行通风后检测。[0013] 进一步地，用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括：将土壤划分成多个测试区域；在步骤S1和步骤S2中，采用红外传感器对各个测试区域内的温度进行测量，以获取测试区域内的最高温度值、最低温度值、平均温度值中的至少一个。[0014] 应用本发明的技术方案的用于检测土壤的通风性的检测方法，通过对土壤进行通风性检测，以判断该土壤通风的均匀性和土壤修复程度，本发明摒弃了之前的风力检测方法，具体的，本发明的检测方法采用对土壤各个位置处的温度进行检测，通过通风前和通风后对同一位置进行温度检测，并根据两个温度之间的差值来判断此处是否通风良好，当通风前后的温度差大于预设值时，说明此处通风效果好，当通风前后的温度没有差别或小于预设值，说明此位置通风效果不好，可能存在石头或其他不易分解的颗粒等，在检测出来后方便人们进一步对通风效果不好的位置及时处理，以改善土壤的通风效果。附图说明[0015] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0016] 图1示出了根据本发明的用于检测土壤的通风性的检测方法中对土壤测试区域内4个测试点在通风前温度检测的实施例的示意图；[0017] 图2示出了本发明的用于检测土壤的通风性的检测方法中对土壤测试区域内4个测试点在通风10min后温度检测的实施例的示意图；[0018] 图3示出了本发明的用于检测土壤的通风性的检测方法中对土壤测试区域内4个测试点在通风20min后温度检测的实施例的示意图；[0019] 图4示出了本发明的用于检测土壤的通风性的检测方法中对土壤测试区域内4个测试点在通风30min后温度检测的实施例的示意图。[0020] 其中，上述附图包括以下附图标记：[0021] 10、测试点一；20、测试点二；30、测试点三；40、测试点四。具体实施方式[0022] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。[0023] 为了解决现有技术中的土壤的通风性不方便检测的问题，本发明提供了一种用于检测土壤的通风性的检测方法。[0024] 请参考图1至图4，一种用于检测土壤的通风性的检测方法，用于检测土壤的通风性的检测方法包括：步骤S1：在对土壤通风前对土壤进行通风前检测，以测量土壤各个位置处的温度；步骤S2：对土壤进行通风并对土壤进行通风后检测，以测量通风后土壤各个位置处的温度；步骤S3：计算同一位置的通风前检测的温度和通风后检测的温度之差，并与预设温度差进行比较以判断该位置处的通风效果。[0025] 本发明提供的用于检测土壤的通风性的检测方法，通过对土壤进行通风性检测，以判断该土壤通风的均匀性和土壤修复程度，本发明摒弃了之前的风力检测方法，具体的，本发明的检测方法采用对土壤各个位置处的温度进行检测，通过通风前和通风后对同一位置进行温度检测，并根据两个温度之间的差值来判断此处是否通风良好，当通风前后的温度差大于预设值时，说明此处通风效果好，当通风前后的温度没有差别或小于预设值，说明此位置通风效果不好，可能存在石头或其他不易分解的颗粒等，在检测出来后方便人们进一步对通风效果不好的位置及时处理，以改善土壤的通风效果。[0026] 采用红外传感器测量土壤各个位置的温度。[0027] 为了便于对土壤各个位置的温度进行测量，本实施例中采用红外传感器进行测量，通过红外照射的方式，方便快速的对土壤各个位置的温度高低范围进行测量，此外，红外探测仪与热成像仪连接后，通过电脑显示出该土壤各个位置的热力分布，能够很明显的看出哪些土壤位置的温度高，哪些低，进而判断该位置处的通风效果。[0028] 在步骤S1中，通过红外传感器获取土壤各个位置的温度值并生成土壤的第一热分布图。在步骤S2中，通过红外传感器获取土壤各个位置的温度值并生成土壤的第二热分布图。在步骤S3中，通过对比第一热分布图和第二热分布图上对应位置处的色差以判断通风前检测的温度和通风后检测的温度之差。[0029] 本实施例中，为了方便人们直观的了解测试土壤各个位置处的通风情况，将红外传感器获取到的土壤各个位置处的数据混总生成土壤的热力分布图，使人通过热力分布图直接的观察到各个位置区域内温度的高低，从而判断出各个位置区域上的通风情况。[0030] 用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括将成像装置与红外传感器连接；以在步骤S1中，使成像装置接收红外传感器测量的数据并生成第一热分布图；以在步骤S2中，使成像装置接收红外传感器测量的数据并生成第二热分布图。[0031] 本实施例中成像装置接收红外传感器检测到的温度数据，然后生成热力分布图。[0032] 重复N次步骤S2，直至N次步骤S2执行完毕后，再执行步骤S3，N大于等于2，并在步骤S3中计算相邻两次步骤S2中测量的同一位置处的温度差，以与预设温度差进行比较。用于检测土壤的通风性的检测方法还包括：在相邻两次步骤S2之间间隔10min。用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括在土壤上均布地设置多个测试点；在步骤S1中，采用红外传感器对各个测试点进行通风前检测；在步骤S2中，采用红外传感器对各个测试点进行通风后检测。[0033] 为了持续观察土壤通风性以及通风后会出现哪些问题，本实施例在对土壤进行通风后，多次采用红外传感器对土壤的各个位置进行检测，相邻的两次检测之间间隔10min，从而测量出土壤在通风后一段时间内各个位置处通风情况的变化，具体的如图1至图4所示，选取了土壤上的4个测样点，从图中的左侧到右侧，依次为测试点四40、测试点一10、测试点二20和测试点三30，具体测量结果如下：[0034] 图1为通风前的测量结果，在图1中，测试点一10的温度为18.0℃、测试点二20的温度为18.0℃、测试点三30的温度为18.6℃、测试点四40的温度为18.0℃。[0035] 图2为通风10min时的测量结果，在图2中，测试点一10的温度为21.4℃、测试点二20的温度为21.9℃、测试点三30的温度为22.9℃、测试点四40的温度为22.0℃。[0036] 图3为通风20min时的测量结果，在图3中，测试点一10的温度为21.6℃、测试点二20的温度为20.7℃、测试点三30的温度为21.3℃、测试点四40的温度为21.1℃。[0037] 图4为通风30min时的测量结果，在图4中，测试点一10的温度为21.8℃、测试点二20的温度为22.0℃、测试点三30的温度为22.3℃、测试点四40的温度为22.7℃。[0038] 本实施例中对土壤测试时通的是热风，故正常情况下温度应该是先上升然后稳定在一个温度值附近。从图1至图4中的测试结果可以看出，土壤在4个测试点位置处温度的变化，测试点一10的温度是持续升高的，说明测试点一10的位置通风效果好，测试点二20的温度在通风前到通风10min之间温度大体是上升趋势，然后在通风10min和通风20min时的温度有些许下降，经过分析，之所以出现这种情况，说明在通风后，测试点二20位置处可能存在固体颗粒或杂质，因为通风的原因导致部分沙土被吹到测试点二20处集中了，导致温度在通风20分钟时出现下降的温度，最后测试点二20在通风30分钟后，该测试点二20的温度又出现继续上升的现象，说明此处集中的沙土被吹开，从而继续上升，此外测试点三30和测试点四40也出现了类似于测试点二20的温度变化，该温度变化与测试点二20处的原因一致，通过选出来的4个测试点，并经过分析，能够得知土壤通风前后的变化，以及各个通风阶段土壤通风的变化，非常直观，而且能够实际模拟土壤的通风性变化，使的结果更加真实准确。[0039] 用于检测土壤的通风性的检测方法还包括在步骤S1之前的步骤S0，步骤S0包括将土壤划分成多个测试区域；在步骤S1和步骤S2中，采用红外传感器对各个测试区域内的温度进行测量，以获取测试区域内的最高温度值、最低温度值、平均温度值中的至少一个。[0040] 如图1至4中，为本实施例选取的一个测试区域内通风前后最高温度值、最低温度值、平均温度值的变化，具体如下：[0041] 图1所示为该测试区域在通风前的测量结果，最高温度为20.8℃、最低温度为16.9℃、平均温度为18.3℃。[0042] 图2所示为该测试区域在通风10min的测量结果，最高温度为23.3℃、最低温度为20.5℃、平均温度为22.2℃。[0043] 图3所示为该测试区域在通风20min的测量结果，最高温度为22.9℃、最低温度为19.2℃、平均温度为21.2℃。[0044] 图4所示为该测试区域在通风30min的测量结果，最高温度为23.4℃、最低温度为20.0℃、平均温度为22.4℃。[0045] 对上述结果进行分析，图1至图4温度大体趋势呈现上涨，但是在通风10min和通风20min的结果中出现了逆反，温度降低，主要分析原因是该测试区域在通风10min至20min时间段内，集中了其他区域内吹过来的沙土，降低了该测试区域内的通风性，使的温度稍有下降，而在通风30min后，集中的沙土被吹散，使的该测试区域内的土壤恢复，通风效果变好。[0046] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：[0047] 本发明基于红外热像原理的土壤通风均匀性测试方法，利用红外技术判别通风区域内被测目标的温度高低和热分布场。通过光电红外探测器，将土壤被风力穿透后形成的辐射的功率信号转换成电信号后，成像装置就可以对应地模拟出土壤表面温度的空间分布，最后经系统处理，形成热图像视频信号，传至显示屏幕上，就得到与土壤表面热分布相对应的热像图。[0048] 选取400mm×200mm污染土壤进行实际测试。通过实际测试。在通风前，对污染土壤进行红外成像照射，如图1所示。在成像界面上选取随机4个点位进行通风均匀性测试。通过红外成像，可以清晰的观察到所选取的4个点位的温度值，以及所选取照射区域的最高温度值、最低温度值及平均温度值。[0049] 开启风机，开始对污染土壤进行通风。在通风10分钟后，对土壤进行红外成像测试。如图2所示，所选区域的风力已经开始扩散。图片中灰色区域为通风良好区域，黑色区域是风力未穿过区域，由此可见，在通风10分钟内，大部分区域未完全被风力覆盖。而通过选取的4个点位的温度值可见，测试点三30的通风后温度值与通风前的温度值的温差最大，所以测试点三30的通风效果最好。从图像显示也可以看出，测试点三30已经完全被灰色区域覆盖。[0050] 在通风20分钟后，对土壤进行红外成像测试。如图3所示，随着风力的扩散，原先成片的未通风区域随着风力的持续，已经呈点状分布。说明此区域土壤透气性良好，通风效果显著，可以进行持续通风作业。[0051] 在通风30分钟后，对土壤进行红外成像测试。如图4所示，此片区域污染土壤已经完全被风力覆盖，只有零星区域未被风力穿透。可根据图4显示的区域位置，观察此区域土壤是否有结块现象或大型石块等杂物，并可通过对未被风力穿透的区域进行土壤翻耕，辅助加强通风效果。通过对图4上4个测试点温度值与通风前的温度值进行温差计算，可见测试点四40温差值最大，此时测试点四40区域通风效果最好。图片上的热成像值也是如此显示。[0052] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。[0053] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。[0054] 在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。[0055] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。[0056] 此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。[0057] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：北京

专利申请日期：2020-09-17

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN114199928B