[發明專利]一種監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置及方法在審
| 申請號: | 201710053782.9 | 申請日: | 2017-01-22 |
| 公開(公告)號: | CN106771085A | 公開(公告)日: | 2017-05-31 |
| 發明(設計)人: | 王若林;呂鉻;鈕濤平;李杰;張慧敏;朱道佩 | 申請(專利權)人: | 武漢大學 |
| 主分類號: | G01N33/24 | 分類號: | G01N33/24 |
| 代理公司: | 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222 | 代理人: | 魏波 |
| 地址: | 430072 湖*** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 監測 源熱泵 周圍 體性 生物 活性 裝置 方法 | ||
1.一種監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:包括電纜導線(1)、外套筒(2);所述外套筒(2)內設置有土體含水量監測模塊、土體溫度監測模塊和土體生物活性檢測模塊,所述土體含水量監測模塊、土體溫度監測模塊和土體生物活性檢測模塊均通過所述電纜導線(1)與外界控制系統連接。
2.根據權利要求1所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述外套筒(2)內設置有第一腔體(12)和第二腔體(13);所述第一腔體(12)內設置有土體溫度監測模塊和土體生物活性檢測模塊,所述第二腔體(13)內設置有土體含水量監測模塊。
3.根據權利要求1或2所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述第一腔體(12)內的土體溫度監測模塊和土體生物活性檢測模塊由溫度傳感器(3)、攝像部件(4)、照明部件(5)和第一控制開關(6)組成,所述溫度傳感器(3)、攝像部件(4)、照明部件(5)均內嵌于外套筒(2)外壁之上,并通過所述第一控制開關(6)控制開啟與關閉。
4.根據權利要求3所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述溫度傳感器(3)為金屬熱電阻溫度傳感器,所述攝像部件(4)為熒光顯微鏡,所述照明部件(5)為LED燈。
5.根據權利要求1或2所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述第二腔體(13)內的土體含水量監測模塊由聚光鏡(7)、紅外探測器(9)、紅外鏡頭(10)、紅外線燈(11)和第二控制開關(8)組成;所述聚光鏡(7)安裝于第二腔體內壁之上,所述紅外鏡頭(10)內嵌于外套筒外壁之上用于紅外光的透過,所述聚光鏡(7)、紅外探測器(9)、紅外鏡頭(10)位于同一水平線上;所述第二控制開關(8)與紅外探測器(9)和紅外線燈(11)串連,控制開啟與關閉。
6.根據權利要求1或2所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述第一腔體(12)內設置的土體溫度監測模塊和土體生物活性檢測模塊和第二腔體(13)內設置的土體含水量監測模塊并聯連接,相互獨立工作。
7.根據權利要求1或2所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性裝置,其特征在于:所述外套筒(2)是PPR套管。
8.一種監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性方法,其特征在于,包括以下步驟:
步驟1:通過土體含水量監測模塊采集土體含水量;
步驟2:通過土體溫度監測模塊采集土體溫度;
步驟3:通過土體生物活性檢測模塊采集土體生物活性。
9.根據權利要求8所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性方法,其特征在于,步驟1的具體實現包括以下子步驟:
步驟1.1:計算土體吸光度:
E=ln(I0/I)=εed
式中:I0為入射紅外光強度;I為出射或反射光強度,e為土壤含水率,ε為吸收系數,d為樣品吸收層厚度,E為吸光度;
步驟1.2:根據水在1~5微米紅外區的吸收普可以測出土壤對水吸光度來確定土壤含水率。
10.根據權利要求8所述的監測地源熱泵周圍土體性能及生物活性方法,其特征在于,步驟3的具體實現包括以下子步驟:
步驟3.1:照明光線從與土體方向垂直的LED照明燈落射到地源熱泵周圍土體之上,經土體反射進入攝像部件(4)物鏡中;
步驟3.2:通用遠程計算機控制調整攝像部件(4)的焦距,使得實時成像清晰;
步驟3.3:通過與土體生物活性檢測系統連接的計算機中的數碼成像系統,采集數碼圖像。
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