CN106198117B - 气体参数的原位测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

公开一种气体参数的原位测定装置及测定方法。测定装置包括：检测管，布置于预定深度的测量井中，检测管底部的开口与测量井井底土层接触，检测管内邻近开口位置具有第一密封隔板，检测管的管壁与第一密封隔板和井底土层形成集气室；及气体参数分析仪，设置在检测管中，原位检测集气室中待测气体的特定参数。

Description

气体参数的原位测定装置及测定方法

技术领域

本发明涉及检测领域，具体地，涉及一种气体参数的原位测定装置及测定方法。

背景技术

目前，可用于测定(例如，二氧化碳)气体通量的方法主要包括箱法、微气象学法、超大箱长光程红外色谱法以及同位素法。其中最常用的是微气象学法和箱法。箱法又分为静态箱法和动态箱法，其中静态箱法是应用最为普遍的方法之一。

静态箱法是一种比较简单的通量测量方法，其箱体是由化学性质稳定的材料制成，容积和底面积都有准确值。箱子底面开口，上面有盖，盖子可灵活开启和关闭。测量时，用箱子将被测地面罩起来，在保持箱内空气与外界没有任何交换的情况下，每隔一段时间对箱内待测气体的浓度测量1次，然后根据被测气体浓度随时间的变化利用函数关系即可获得被罩表面气体的排放通量。

然而上述方法仅能实现对地表土壤的二氧化碳气体的通量进行检测，无法对地质盖层中或任意地层深度的二氧化碳通量进行检测。

针对上述技术问题，现有技术中尚无良好解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种设备和方法，通过本发明提供的设备和方法，例如能够在气体埋藏存储的条件下，对地质盖层中的气体是否向上泄露进行检测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种气体参数的原位测定装置，该测定装置包括：检测管，被配置成布置于具有预定深度的测量井中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有第一密封隔板，所述检测管的管壁与所述第一密封隔板和所述井底土层形成集气室；以及气体参数分析仪，设置在所述检测管中，被配置成原位检测所述集气室中的待测气体的特定参数。

进一步地，该测定装置还包括：温湿度传感器，设置在所述第一密封隔板上，被配置成检测所述集气室中的温度和湿度；和压力传感器，设置在所述第一密封隔板上，被配置成检测所述集气室中的压力。

进一步地，该测定装置还包括：循环管路，具有与所述集气室相通的入口和出口；和除湿器，被配置成对流经该除湿器的气体除湿干燥，所述除湿器与所述气体参数分析仪在所述循环管路中从入口到出口依次串联。

进一步地，该测定装置还包括：气泵，该气泵设置在所述循环管路中所述除湿器与所述气体参数分析仪之间，被配置成抽取所述集气室中的气体以及将所抽取的气体送至所述气体参数分析仪。

进一步地，该测定装置还包括：电磁阀，设置于所述循环管路中，被配置成当所述压力传感器和所述温湿度传感器检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时开启以泄气，以及当泄气后所述压力传感器和所述温湿度传感器检测到的压力、温度和湿度恒定不变时关闭。

进一步地，该检测管内在所述第一密封隔板远离所述开口的一侧还具有第二密封隔板，所述第二密封隔板与所述第一密封隔板以及所述检测管内壁围成闭合空间，所述温湿度传感器、所述压力传感器、所述气体浓度分析仪以及所述除湿器处于所述闭合空间中。

进一步地，所述测定装置还包括贯穿所述第二密封隔板的通风管，用于将所述封闭空间与地面环境导通以通风。

进一步地，所述测定装置还包括：设置在所述集气室中的潜水泵和积水探测器，所述积水探测器被配置成对所述集气室中的积水水位进行检测，所述潜水泵被配置成当所述集气室中积水水位达到预定高度时开启以将积水排出所述集气室。

进一步地，所述检测管底部的开口处设置有集气隔板，该集气隔板具有多个供气体通过以进入所述集气室的孔。

进一步地，所述测定装置还包括地面采样吸气管，该地面采样吸气管通过电磁阀与所述循环管路连通，以能够将所述待测气体送至地面。

本发明的另一个方面，还提供了一种气体参数的原位测定方法，该测定方法包括：开挖具有预定深度的测量井；在该测量井中布置检测管以在该测量井的底部形成集气室，其中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有密封隔板，所述检测管的管壁与所述密封隔板和所述井底土层形成所述集气室；以及原位检测所述集气室中的待测气体的特定参数数据。

进一步地，该测定方法还包括：原位检测所述集气室中的气体的温度、湿度和压力。

进一步地，该测定方法还包括：在原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体的特定参数数据之前，对所述集气室中的气体进行除湿干燥。

进一步地，该测定方法还包括：当所检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时，释放所述集气室中的气体；以及当释放后所述集气室中的气体的压力、温度和湿度恒定不变时停止释放，然后继续原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体特定参数数据。

进一步地，该测定方法还包括：分别在地面和地下原位检测所述集气室中的气体的待测气体特定参数数据；以及比对地面和地下原位的检测数据以进行校验。

通过上述技术方案，可实现原位检测待测气体的参数，避免气体在被检测前参数受传输距离和环境的影响而发生改变和/或滞后。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一个实施方式的气体通量的原位测定装置示例性结构示意图；

图2是根据本发明实施方式的气体通量的原位测定方法流程图；以及

图3是根据本发明另一个实施方式的气体通量的原位测定装置示例性结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的一个实施方式，提供一种气体参数的原位测定装置，该测定装置包括：检测管，被配置成布置于具有预定深度的测量井中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有第一密封隔板，所述检测管的管壁与所述第一密封隔板和所述井底土层形成集气室；以及气体参数分析仪，设置在所述检测管中，被配置成原位检测所述集气室中的待测气体的特定参数。

待测气体的特定参数可以包括各种常用的可通过常用仪器检测或分析获得的数据，例如浓度、密度、流量等数据，如本领域一般技术人员所理解的，可根据检测得到的特定参数结合其它例如压力、温度、时间等数据进一步计算获得气体的其他无法直接测定的参数数据，例如气体的通量。在本文中，气体参数包括可通过仪器直接检测到的特定参数和需要结合两个或以上特定参数计算获得的参数。

下面结合图1所示，以采用气体浓度分析仪为例来说明如何测定待测气体的通量。图1是根据本发明实施方式的气体通量的原位测定装置结构示意图。如图1所示，本发明提供的气体通量的原位测定装置可以包括：检测管1，被配置成布置于具有预定深度的测量井中，该检测管1底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管1内邻近所述开口位置具有第一密封隔板2，所述检测管1的管壁与所述第一密封隔板2和所述井底土层形成集气室；温湿度传感器3，设置在所述第一密封隔板2上，被配置成检测所述集气室中的温度和湿度；压力传感器4，设置在所述第一密封隔板2上，被配置成检测所述集气室中的压力；循环管路5，该循环管路5具有与所述集气室相通的入口和出口；以及气体浓度分析仪6(例如，二氧化碳浓度分析仪)，设置在所述检测管1中与所述循环管路5串联，被配置成原位检测所述循环管路5中的待测气体(例如，二氧化碳)的浓度。

本文中所称的“原位检测”是指在气体采集点直接对气体进行测量或分析，而不是将采集到的气体送回地面进行测量或分析，如此能避免气体在输送过程中受到环境的影响而使得测量或分析结果不能准确反映出采集地的状况，同时也能够实时地获得测量或分析数据。

通过上述技术方案，检测管的最底部有集气室，是由密封隔板构成的一个一定体积的封闭空间，底部敞开，直接扣在测量深度的土层上，形成测量浓度/通量的箱体。利用不同的传感器，例如、温度、湿度、压力检测探头可以实时检测集气室内的气体状态。通过两个不同时间上的浓度差，辅助温度，压力，湿度等的修正，在集气室容积一定的情况下，可以很容易计算出单位时间土壤的气体通量。以二氧化碳为例，其中，二氧化碳的浓度可以通过二氧化碳浓度分析仪来测量(例如，红外二氧化碳浓度分析仪)。通过推导：通量计算公式为：

F＝0.0053(C₂-C₁)*P*H/(273+T)(t₂-t₁)

式中：名义高度H为固定的值，为管路的体积也折算成集气室体积后的集气室的总高度，单位为米。通量F单位为mg/m²/hr。P为绝对压力，单位为Pa。C₁、C₂为对应于不同测量时间的二氧化碳浓度，单位为PPM(mg/L)。T为摄氏温度。t₁、t₂为不同测量时间，单位为hr(小时)。

上述实施方式中，为了获得集气室中气体的湿度数据，优选地，该测定装置还可以包括湿度传感器(例如，可以是同时具有温度和湿度检测的温度湿度探头)，设置在密封隔板2上。

在上述实施方式中，集气室中的气体通过循环管路5的入口进入循环管路5，经过气体浓度分析仪6后，从循环管路5的出口回到集气室。为了消除气体湿度对二氧化碳浓度检测造成的影响，在实施方式中可以在循环管路5的近入口端设置除湿器7(例如，膜过滤除湿器)。该除湿器7，可以对流经该除湿器7的气体除湿干燥。除湿器7可以与所述气体浓度分析仪6在循环管路5中从入口到出口依次串联。

在实施方式中，上述气体循环过程可能比较缓慢，并不利于数据的获取。因此，优选地，可以在循环管路5中设置气泵8(例如，柱塞气泵)，通过气泵8将集气室中的气体吸入后送至气体浓度分析仪6。在这样的实施方式中，气泵8可以设置在循环管路5中除湿器7与所述气体浓度分析仪6之间，气泵8可以抽取集气室中的气体以及将所抽取的气体送至气体浓度分析仪6。

使用气泵8可以实现气体在循环管路5中的定向流动。通过气泵8将集气室内的气体抽出来，通过过滤除湿器7，送入气体浓度分析仪6检测气体浓度，然后再返回到集气室中形成一个封闭循环。这样可以实时得知集气室内的待测气体浓度。

在检测过程中，密闭气路循环会导致气体温度的升高，密闭的集气也会导致压力的增高。为了保证设备安全性和检测结果的可靠性，本发明在实现准确的箱法测定的同时，利用温度、压力和湿度的检测探头可以实时感知集气室内的气体状态，在若干个测量周期结束后，可以通过设置在循环管路5上的电磁阀9可以释放集气室内憋住的气体，从而更新集气室内的气体。使重复测定成为可能。

在此实施方式中，本发明提供的测定装置还可以包括设置于循环管路5中的电磁阀9，该电磁阀9可以当压力传感器4检测到的压力超过预定阈值时开启以泄气，以及当泄气后压力传感器4检测到的压力回到检测开始时的初始状态或恒定不变时关闭。集气室中的温度、湿度和压力都会对测定装置的正常工作造成影响，在实施方式，电磁阀9可以当压力传感器4和所述温湿度传感器3检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时开启以泄气，以及当泄气后压力传感器4和温湿度传感器3检测到的压力、温度和湿度恒定不变时关闭。

上述电磁阀9的开关控制可以通过压力传感器4来控制，也可以定期控制电磁阀9的开关。任一种控制方式都可以排放掉集气室内积累起来的压力，并对集气室里面的气体进行更新，以便开始一次新的测量。

本发明的原理可以简单描述为如下(仍以对二氧化碳的检测为例)。在一个预定深度的测量井内布放气体检测管，气体检测管最下部直接接触井底土层(例如距离地面200米深的地下土层)，检测管底部为开口，里面适当部位设置有密封隔板，在检测管内的密封隔板至土壤间可以形成一个封闭空间作为集气室，收集土壤中逸出的二氧化碳，实现井下的箱法通量测量。集气室上方可以有气泵通过细管从集气室吸气，经干燥后去分析仪进行分析，分析后的气体再回到集气室，形成一个固定容积的循环气路。分析仪可以随时测量其中的二氧化碳浓度，根据理想气体状态方程PV＝nRT

其中，

P—压力，单位pa

V—体积，单位m³

n—摩尔量，单位kg/mol

R—气体常数，8.31J/(mol.K)

T—绝对温度，单位为K，

即可以计算固定时间内的二氧化碳通量。

在本发明的实施方式中，上述各传感器(例如、温度湿度测量探头、压力测量探头)的数据以及二氧化碳浓度分析仪的数据例如可以通过数据采集装置(例如采样电路)进行采集。采集到的模拟信号可以通过模数变换为数字信号。测定装置可以配置有控制器或者与外部控制器或计算机连接。控制器可以是单片机、集成电路芯片等具有运算处理能力的硬件元件。控制器和/或计算机可以从数据采集装置获得数据，对数据进行运算以实现对二氧化碳通量的计算。在实施方式中，当压力测量探头检测到的压力超过预定阈值时，控制器和/或计算机可以暂停测定，并发送控制信号到电磁阀开启以泄气，以及当压力恢复到检测初始状态时，控制器和/或计算机可以发送控制信号到电磁阀关闭，然后重新开始执行测定。气泵的抽排气动作可以按设定周期进行也可以由控制器和/或计算机控制进行。

通过本发明提供的技术方案，测量之前的原始温度、压力和湿度为地下该处的原始数值，开始测量时，电磁阀9可以由释放气路转变为密闭循环气路。这时，开始测量待测气体的浓度，期间的气体温度、压力都会随时间推移而缓慢升高，测量完毕后，可以将电磁阀9切换到释放气路的位置，集气室内气体就会释放到井管(或测量井)中，最后释放到地面大气中。当集气室内的温度压力都恢复到初始状态不再改变之后，电磁阀9就可以再次切换到密闭循环气路的测量状态进行第二次的测量。如此循环。

本发明还提供了一种气体浓度的原位测定方法，该测定方法包括：

开挖具有预定深度的测量井；

在该测量井中布置检测管以在该测量井的底部形成集气室，其中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有密封隔板，所述检测管的管壁与所述密封隔板和所述井底土层形成所述集气室；以及

原位检测所述集气室中的待测气体的参数数据。

图2是根据本发明实施方式的气体通量的原位箱法测定方法流程图。如图2所示，本发明的另一个方面，还提供了一种气体通量的原位箱法测定方法，包括：S100，开挖(或钻)具有预定深度的测量井；S102，在该测量井中布置检测管以在该测量井的底部形成集气室，其中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有密封隔板，所述检测管的管壁与所述密封隔板和所述井底土层形成所述集气室；S104，原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体浓度数据；以及S106，根据不同时间检测到的所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体浓度数据计算所述测量井的底部的待测气体通量。

上述方法可以通过使用说明书中上述描述的气体通量的原位箱法测定装置来实现。

在实施方式中，本发明实施方式提供的测定方法还可以包括：在检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体浓度数据之前，对所述集气室中的气体进行除湿干燥。

在实施方式中，本发明实施方式提供的测定方法还可以包括：当所检测到的压力超过预定阈值时，释放所述集气室中的气体；以及当释放后所述集气室中的气体的压力恒定不变时停止释放，然后继续原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和二氧化碳浓度数据。在优选的实施方式中，当所检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时，释放所述集气室中的气体；以及当释放后所述集气室中的气体的压力、温度和湿度恒定不变时停止释放，然后继续原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体浓度数据

出于检测结果校验等目的，在实施方式中，还可以分别在地面和地下原位检测集气室中的气体的温度、压力和待测气体浓度数据；以及然后比对地面和地下的检测数据。

地下的工作环境和地面上的工作环境有很大的差别，而测试仪器和设备等均有其特定的工作条件，例如当温度或湿度过低或过高时，某些设备将无法正常启动或准确完成测定工作，而图3所示的实施方式正是为了解决这个问题，保证各个仪器或设备在地下也能正常工作。

以下结合图3对根据本发明实施方式提供的测定装置的示例性结构进行说明。在对图3所示的实施方式进行说明时，与图1所示的实施方式中包含的相同部分可能被略去。如图3所示，检测管1内在第一密封隔板2远离检测管1开口的一侧还具有第二密封隔板18，所述第二密封隔板18与所述第一密封隔板2以及所述检测管1的内壁围成闭合空间，温湿度传感器3、压力传感器4、气体浓度分析仪6以及除湿器7处于该闭合空间中。实施方式中，通过第二密封隔板18在井下形成两个密封空间，即第二密封隔板18到地面，以及第二密封隔板18和第一密封隔板2之间。第二密封隔板18和第一密封隔板2的设置使得位于其间的各类设备和仪器受到基本的防护，避免出现例如渗水、微生物侵入、湿度过大等影响设备或仪器正常工作的情形出现。

通风管11贯穿第二密封隔板18，使闭合空间与地表导通。利用通风管11，可以从设置在地面的控制箱向闭合空间输送来干燥的洁净空气，反过来输送来的空气还可以带走闭合空间中的热量和湿气，沿测量井井管带到地面释放，避免气体浓度分析仪6出现过热的情况。经实践证实，在置于地下10m时，可不设置通风管11而保证仪器和设备正常工作。

由于井下存在渗水的可能，于本实施例中，还设置有潜水泵12，其设置在集气室中，同时集气室中还可以设置积水检测变送器13(例如，积水探测器)。积水检测变送器13可以对所述集气室中的积水水位进行检测，潜水泵12则可以在集气室中存在积水且水位达到预定高度时开启以将积水排出集气室，例如，通过水泵抽水管24排到地面。在实施方式中，可以通过积水检测变送器13实现水位检测，通过地面控制箱控制潜水泵12工作，当积水检测变送器13检测到水位超过设定值时，启动潜水泵12，从而将集气室中的积水通过抽水管23排到地表。

为了实现对气体浓度分析仪6进行标定，在实施方式中设置了通过三通电磁阀22与气体浓度分析仪6的进气端连接的标气进管15。可以通过设置在地面的泵将标气打入标气进管15进行标定，其中，泵可以由地面控制箱控制。

在实施方式中，三通电磁阀9的三端分别连接除湿器7的进气端、循环管路5以及地面测量采样吸气管19。其中，当三通电磁阀9动作使地面测量采样吸气管19与循环管路5连通时，集气室中的气体可以从地面测量采样吸气管19被送至地面，以实现地下气体的地面测量。例如，将地面测量采样吸气管19与地面上的气体浓度分析仪相连，进行地面采样吸入式测量。这样不仅能够通过地面测量和地下测量对测量数据进行校准，也能够在例如地下检测设备故障时利用地面检测设备进行不间断检测。例如，可以设定为井底的气体浓度分析仪在非测量模式时，开启地面气体浓度分析仪，并将二者的测量结果进行比对，达到校验测量结果的目的。此外，地面测量采样吸气管19可以兼做放散用管，可以在进行一次测量后通过地面测量采样吸气管19平衡地下温度、压力及湿度。

为保证效果，上述实施方式中采用的各管路的长度应根据检测深度进行变化，即，不管在哪种深度进行检测，应保证通风管11、标气进管15、水泵抽水管24、地面测量采样吸气管19均能够通到地面。

检测管1底部的开口处可以设置有集气隔板14。该集气隔板14具有多孔结构，该多孔结构的多个开孔可供气体通过以进入所述集气室，这样既可以允许气体(例如，二氧化碳)从开口进入集气室，又能够防止异物进入集气室。在优选的实施方式中，集气隔板14具有从开口向集气室方向凹陷的形状，例如，锥形。

为了保护检测设备以及使检测结果更加准确，在除湿器7的进气端的循环管路上还可以串联有颗粒过滤器16，实现对气体中微小颗粒的过滤。

在实施方式中，可以在检测管1的内部的适当位置设置非密封安装板10和17以安装或设置上述检测元件及管路。根据实际需要，这样的非密封安装板可以是多个。

在实施方式中，上述检测元件、电磁阀以及泵的电源可以由地面的控制箱通过电源电缆提供。相应地，检测元件等产生的信号可以通过信号电缆传送到地面的控制箱。为了保证检测装置能够不间断工作，可以在地面的控制箱中设置不间断电源(UPS电源)以保证供电。

此外，需要说明的是，图3中出于说明目的给出了设备详细的组成。在图3中通风管11、潜水泵12、积水检测变送器13、集气隔板14、颗粒过滤器16等可以为选择性设计，可根据具体的适用环境来设置，例如当将测定装置置于地下2000m时，必须设置通风管11来保证仪器能够及时散热；再如当将测定装置置于含水丰富的地下环境时，必须设置潜水泵12、积水检测变送器13来保证以及安全工作。

测定装置可以具有多种工作模式，例如，测量模式、标定模式以及休眠模式。各个工作模式下测定装置中各个组件的动作可能不同。通过表1对测定装置中电磁阀的类型和功能进行描述。

表1

测定装置举例的工作模式说明(以对二氧化碳进行检测为例)：

1)测量模式。井底二氧化碳分析仪在满足测量条件时开机测量1次。测量条件可以有两种，一种为集气室内的温度、压力及湿度恢复到原始状态；另一种为定时开机测量。定时测量时需要考虑集气室内压力、温度及湿度的恢复速度，定时的时长要大于恢复的时间。每一次测量时二氧化碳分析仪开始通电预热，预热预定的时间(例如3min)，然后启动气泵进行测量，测量反应时间(例如10s)之后读数存储，测量完成后将二氧化碳分析仪和气泵断电。

2)标定模式。在现场手动操作进入模式，将标气接好后手动开启此模式，标定好之后切出。标定模式下，三通电磁阀22、23带电开启，切换管路到连接标气的状态(即在图3中实现标气从标气进管15通过二氧化碳分析仪6之后从除湿器7的通气管排出到测量井井管的通路)，二氧化碳分析仪标完后手动将三通电磁阀22、23断电，三通电磁阀22、23又回复到测量模式的管路连接状态。基于此，三通电磁阀22、23可以称为标定电磁阀，且都为常闭点，不标定时不耗电。

3)休眠保护模式。在UPS电源剩余电量到设定点时，整个***可以关闭与外界的所有进出口处的阀门，测量模式终止，***可以利用剩余电量维持***自身安全达24小时以上(同时，防止低温冻坏，防止凝露的产生)，然后进入休眠保护状态。休眠保护模式可以手动和自动进入和解除。

通过本发明实施方式提供的测定装置和测定方法，可以监测从地面直至地下超过一千多米深度处的待测气体(例如，二氧化碳)的通量。集气室内有压力温度湿度监测探头，可方便地感知地层下的原始状态和工作状态，为装置***控制提供依据。以对二氧化碳测量为例，测定装置中有除湿干燥器可以去除水汽的干扰，消除了湿度对红外方法测量二氧化碳浓度的影响，测定精度高、重复性好。原位测量方法保证了测量完全在原始的温度压力湿度等条件下进行，并采用高精度分析仪(误差1ppm)进行测量，所以对于一个微小的浓度变化***都可以敏锐地感知到。可以大大提早对气体泄漏的预报时间。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，将二氧化碳浓度分析仪换为一氧化碳、甲烷或其他气体浓度分析仪以实现对一氧化碳浓度/通量、甲烷或其他气体浓度/通量的测定。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种气体参数的原位测定装置，其特征在于，该测定装置包括：

检测管，被配置成布置于具有预定深度的测量井中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有第一密封隔板，所述检测管的管壁与所述第一密封隔板和所述井底土层形成集气室；

气体参数分析仪，设置在所述检测管中，被配置成原位检测所述集气室中的待测气体的特定参数；

温湿度传感器，设置在所述第一密封隔板上，被配置成检测所述集气室中的温度和湿度；

压力传感器，设置在所述第一密封隔板上，被配置成检测所述集气室中的压力；

循环管路，具有与所述集气室相通的入口和出口；和

电磁阀，设置于所述循环管路中，被配置成当所述压力传感器和所述温湿度传感器检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时开启以泄气，以及当泄气后所述压力传感器和所述温湿度传感器检测到的压力、温度和湿度恒定不变时关闭。

2.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，该测定装置还包括：

除湿器，被配置成对流经该除湿器的气体除湿干燥，所述除湿器与所述气体参数分析仪在所述循环管路中从入口到出口依次串联。

3.根据权利要求2所述的测定装置，其特征在于，该测定装置还包括：气泵，该气泵设置在所述循环管路中所述除湿器与所述气体参数分析仪之间，被配置成抽取所述集气室中的气体以及将所抽取的气体送至所述气体参数分析仪。

4.根据权利要求2所述的测定装置，其特征在于，该检测管内在所述第一密封隔板远离所述开口的一侧还具有第二密封隔板，所述第二密封隔板与所述第一密封隔板以及所述检测管内壁围成闭合空间，所述温湿度传感器、所述压力传感器、所述气体参数分析仪以及所述除湿器处于所述闭合空间中。

5.根据权利要求4所述的测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括贯穿所述第二密封隔板的通风管，用于将所述闭合空间与地面环境导通以通风。

6.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括：设置在所述集气室中的潜水泵和积水探测器，所述积水探测器被配置成对所述集气室中的积水水位进行检测，所述潜水泵被配置成当所述集气室中积水水位达到预定高度时开启以将积水排出所述集气室。

7.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述检测管底部的开口处设置有集气隔板，该集气隔板具有多个供气体通过以进入所述集气室的孔。

8.根据权利要求1所述的测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括地面采样吸气管，该地面采样吸气管与所述集气室连通，以能够将所述待测气体送至地面。

9.一种气体参数的原位测定方法，其特征在于，该测定方法包括：

开挖具有预定深度的测量井；

在该测量井中布置检测管以在该测量井的底部形成集气室，其中，该检测管底部的开口与所述测量井井底土层接触，该检测管内邻近所述开口位置具有密封隔板，所述检测管的管壁与所述密封隔板和所述井底土层形成所述集气室；

原位检测所述集气室中的待测气体的特定参数数据、温度、湿度和压力；

当所检测到的压力、温度和湿度中的至少一者超过预定阈值时，释放所述集气室中的气体；以及

当释放后所述集气室中的气体的压力、温度和湿度恒定不变时停止释放，然后继续原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体特定参数数据。

10.根据权利要求9所述的测定方法，其特征在于，该测定方法还包括：

在原位检测所述集气室中的气体的温度、压力和待测气体的特定参数数据之前，对所述集气室中的气体进行除湿干燥。

11.根据权利要求9所述的测定方法，其特征在于，该测定方法还包括：分别在地面和地下原位检测所述集气室中的气体的特定参数数据；以及

比对地面和地下原位的检测数据以进行校验。