Устройство для измерения потока газа, преимущественно радона, с поверхности грунта Советский патент 1991 года по МПК G01N1/22 

13

Изойретение относится к уюслело- ванию свойств грунтов, а именно к технике измерения потока эманации в атмосферу из эманирую1де1-о слоя в наносы при проведении поисков и разпед ке ралиоактивнь гх руД| а также при проектировании мероприятий по охране окружающей среды.

Цель изобретения - сокращение вре меня и повышение достоверности измерений за счет регистрации суммарного потока эманации.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройстпо, аксонометрия; на фиг.2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг,2 (сборка клркаса короба).

Устройство состоит из пробозабор- ной камеры 1, выполненной в виде пе- ревернутого вперх днищем короба.Противолежащие торцы короба выпО1Шкны открытыми и снабжены створками 2. Створки 2 при помощи шарнирных петель 3 крепятся на боковых гранях i короба. Открытые торцы короба образуют вход и выход камеры I, На входе и выходе камеры установлены пробоза- борники, каждый из которых состоит иэ осушителя 5, сорбционной колонки 6 и воздуходувки 7, Осушитель 5 снабжен воздухозабориой воронкой-ловителем 8. Все элементы пробозаборника поспедовательно соединены между собой шлангами 9. Размеры камеры (ее объем) определяются, исходя из нижнего предела измерения активности радона, известной радиометрической аппаратуры. Камера 1 может быть выполнена из легкого металла или пластмассы либо путем сборки каркаса из ребер арочной формы, на который натягивается полиэтилен или иная пленка 10. Ребра могут быть выполнены составными из отрезков труб 11 и 12, - осдиненных муфтами 13. Боковые концы пленки придавливают к земле бруском 14 (или трубками) по всей длине камеры.

Устройство устанавливают следующим образом.

Определяют преимущественное направление ветра для данной местности и устанавливают камеру 1 вдоль этого направления. Внутри камеры ус- танавливают рабочий режим движения воздуха, для чего осуществляют регулировку скорости потока воздуха, изменяя угол между створками 2. Ско

Q

,j 5 о

g

5

0

0

12

рость воздушного потока внутри камеры контролируется анимометром. В таком положении камера образует объем, имеющий аэродинамическую связь с атмосферой, за счет чего в камере создаются условия, близкие к природным. Потоки радона, поступающего через открытую поверхность земли внутрь камеры, имеют те же характеристики, что и вне установки, и Представляют собой перемещение эманации от зманирующего объекта за счет газовой диффузии, т.е. за счет наличия градиента концентрации зманации и конвекции, возникающей в результате движений воздущных струй, вызван- ньпс изменением барометрического давления и колебаниями температуры.

Скорость потока воздуха внутри короба может регулироваться в широких пределах и устанавливается на уровне 0,2 м/с. При более высоких скоростях воздушного потока внутри камеры происходит сильное разбавление радона, поступившего в объем камеры, и на участках с низким радоно- выделением объемная активность радона в исходящем потоке будет ниже нижнего предела измерения активности радона радиометрической установкой.

Устройство работает следующим образом.

Выходящий из грунта поток радона подхватывается движущимся в камере потоком воздуха, попадает в сечение воронки-ловителя 8. Далее воздух посредством воздуходувки 7 протягивается через осушитель 5 и поступает в колонку 6. В колонке 6 происходит процесс сорбции радона углем. Прокачка воздуха через колонку 6 производится до насьш1ения ее наполнителя.

Колонки 6, содержащие пробы газа на входе и выходе пробоотбориой камеры 1, отправляют в лабораторию хщя определения объемной активности, радона и подсчета величины его потока.

Пример. Для измерения потока радона на участках с низким радо- новьщелением (1 ), исходя из нижнего предела измерения активности радона радиометрической установкой типа ИРМ, используют камеру длиной 25 м,щириной I,0 м и высотой 0,2 м. Камеру устанавливают по преобладающему направлению ветра. Путем поворота створок 2 устанавливают

скорость ветра в исходящем потоке, равную 0,2 м/с. Площадь, с которой собирает радой в объем установки, равна 25 м , поперечное сечение вы- ходного окна (размер торца) установки 0,2 м . Отбор пробы воздуха осуществляют в пробоотборную колонку объемом 600 см в течение 1 ч со скоростью 10 л/мин.

На измерительной аппаратуре определяют объемную концентрацию радона йп. Исходя из значений объемной концентрации радона, полученных на вхое и выходе камеры, рассчитывают деит радона по следующей формуле .в

(сГ

де С

eirx

с

8

V сГ )..v. S,

объемная акчивность радона в выходном и входном сечении н i-замере, скорость воздушного потока в выходном сечении, м/с; S - площадь выходного

сечения, м.

Поток радона i, через поерхность под установкой рассчитыват по формуле

DRn

sl

13

t

Дв Rn РбДчее значение дебита

установки, Ки/с

h площадь дневной поверхности под установкой, м , Устройство позволяет измерять поток газа, преимущественно радона,из грунтов посредством измерения объемной активности радона в пространстве пробоотборной камеры, имеющей аэ3293514

родинамическую связь с атмосферой. Эта связь осуществляется за счёт открытых торцов камеры, а изменение уг- g ла поворота створок, установленных на боковых гранях камеры, позволяет регулировать скорость потока воздуха вдоль камеры. Регулируя скорость потока, можно исключить создание внут- 10 РИ камеры как разрежения, так и избы- точного давления, которые изменяют направление конвекционных потоков и искажают естественный поток. При этом время проведения измерения зави- 15 сит от скорости прокачки объема воздуха, обеспечивающего насьщение наполнителя колонки.

Таким образом, устройство позволяет замерять весь поток газа, т.е. 20 как его конвекционную, так и диффузионную составляющую, что повышает

достоверность измерений и уменьшает время их проведения.

25 Ф

ормула изоб рет

е н и я

Устройство для измерения потока газа, преимущественно радона, с поверхности грунта, включающее пробо- заборную камеру в виде перевернутого вверх днищем короба, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени и повьт1ения достоверности измерений за счет регистрации суммарного потока эманации,торцы короба выполнены открытыми и снабжены створками, шарнирно закрепленными на боковых гранях короба, а устройство снабжено установленными на входе и выходе камеры навстречу измеряемому потоку воронками и сорбциоиными колонками.

5

0

Изобретение относится к исследованию свойств грунтов, в частности к технике измерения потока эманации в атмосферу из эманирующего слоя, и позволяет сократить время и повысить достоверность измерений за счет регистрации суммарного потока эманации. Цель достигается за счет измерения полного потока эманации, который складывается из диффузионной и коньекционной составляющих, сносится воздуганьм потоком вдоль камергл при открытых створках 2 и осаждается в пробоотборных сорбционных колонках 6. С помощью измерительной аппаратуры определяют объемную концентрацию радона и подсчитывают величины его потока. 4 ил. НапоаВленае потопа ооздууа I - fPu8,i

гт

I I С.

//////////,. /

Н

Vuti 2

Н

//////

Редактор Л.Курасова Заказ 3130

Фиг.

Составитель Л.Нечипоренко Техред В.Кадар

Корректор

Тираж 393 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035. Москва. Ж-35. Раушская наб., д.4/5

Производственно полиграфическое

Корректор Л.Пилипенко

предприятие. г.Ужгород, ул.Проектная. 4