[發(fā)明專利]一種利用靜電收集測氡儀測量土壤孔隙率的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811041823.3
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108918395B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁紅志;譚延亮
• 申請（專利權(quán)）人: 衡陽師范學(xué)院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 長沙楚為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

1.一種利用靜電收集測氡儀測量土壤孔隙率的方法，其特征在于，它包括采樣過程和測量計算過程，

S1、采樣過程：

利用通過螺紋連接有環(huán)刀手柄、體積為V的鋼制環(huán)刀，切割自然狀態(tài)的土壤，使土樣充滿其中；不可左右搖動，以保持土壤自然結(jié)構(gòu)不被破壞，直到環(huán)刀全部壓入土中；然后用小鏟將環(huán)刀從土中挖出，取下手柄，并用小刀仔細(xì)沿環(huán)刀兩端邊緣修整削平，切除多余的土壤；取好樣的環(huán)刀上端蓋上濾膜，下端蓋上帶密封墊的端蓋，然后再連接環(huán)刀手柄；將土壤切割裝置通過管道、氣泵以及測氡儀連接組成一個閉環(huán)氣路測量系統(tǒng)；環(huán)刀手柄與環(huán)刀連接后可作為把手用于采樣，當(dāng)組合成測量系統(tǒng)后，其與環(huán)刀內(nèi)采樣的土壤間有較大的空隙；

S2、測量計算過程：

啟動泵，將測量系統(tǒng)內(nèi)氡混合均勻，考慮泄漏和反擴散效應(yīng)，測量系統(tǒng)中氡濃度的變化規(guī)律如下：

式中，V1是采樣土壤的體積；V3是測量系統(tǒng)氣路及測氡儀內(nèi)空間總體積；C(t)為時間為t時測量系統(tǒng)內(nèi)的氡濃度，單位為Bq·m-3；λe為有效衰變常數(shù)，包含氡的衰變常數(shù)，泄漏系數(shù)及反擴散系數(shù)；η為土壤孔隙度，其為無量綱數(shù)；A為土壤中氡的產(chǎn)生率，單位為Bq·m-3·s-1；

式(1)的解為：

式中a是任意常數(shù)；

對于靜電收集法測氡儀，其測量的是Po-218的濃度，認(rèn)為氡與Po-218達到放射性平衡，然后通過Po-218的濃度反推氡的濃度；根據(jù)放射性衰變規(guī)律有：

式中CPo(t)是Po-218的濃度；λPo是Po-218的衰變常數(shù)；將式(2)代入式(3)有：

初始條件為：

CPo(0)＝0 (5)

式(4)的解為：

測氡儀以T為測量周期，T為2-20分鐘；測量n個測量周期，n大于等于3；每個測量周期的測量值認(rèn)為是測量周期中點的測量值；

直接利用n個測量周期的值對式(6)進行非線性擬合，得的值m；

式中，m為常數(shù)；

停止泵，在測量系統(tǒng)氣路中添加一個體積為V4的空腔，啟動泵，將氡混合均勻，此時測量系統(tǒng)內(nèi)Po-218濃度的變化規(guī)律為：

測氡儀以T為測量周期，T為2-20分鐘；測量n個測量周期，n大于等于3；每個測量周期的測量值認(rèn)為是測量周期中點的測量值；

直接利用n個測量周期的值對式(8)進行非線性擬合，得的值k；

式中，k為常數(shù)；

將相關(guān)參數(shù)代入式(7)、式(9)求解，就可以得到土壤孔隙率η。