防滲層滲漏檢測系統的製作方法

2024-03-19 21:04:05

防滲層滲漏檢測系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種防滲層滲漏檢測系統。該系統包括導電網格，鋪設在防滲層的下方，所述導電網格包括按預設規則排列的第一導線組和第二導線組，所述第一導線組中的任一導線均與第二導線組中的任一導線交叉且具有一交叉點，各導線交叉處形成所述導電網格中的各網格點，各網格點處的兩個導線絕緣設置；監控檢測裝置，用於分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的任一導線組成的各迴路提供源信號，並分別採集各迴路中的有效電信號，以及基於不同時刻採集的各迴路中的電信號，確定各迴路中的兩個導線的交叉處及其附近的防滲層是否出現滲漏。本發明提供的檢測系統，可有效對防滲層是否產生滲漏進行檢測，以及定位滲漏位置，監測滲漏汙染範圍。
【專利說明】防滲層滲漏檢測系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及防滲層技術，尤其涉及一種防滲層滲漏檢測系統。

【背景技術】
[0002] 隨著經濟的快速增長，我國固體廢物產生量呈遞增趨勢，2010年生活垃圾清運量 已經超過1. 5億噸，工業危險廢物產生量為1429萬噸，危險廢物歷年貯存量已達億噸，大量 產生的固體廢物對環境造成汙染的潛在危險性是不可忽視的。填埋處置是固體廢物的最終 處置方式。在對廢物進行填埋處理時，為防止對地下水、土壤等造成二次汙染，需要在填埋 場鋪設人工防滲襯層，以將填埋場內外隔離，防止填埋場中的汙染物滲濾液進入土壤及地 下水，人工防滲襯層的合成材料主要採用高密度聚乙烯（HDPE)。在填埋場建設，以及運營過 程中，極易因施工質量或運營不當，造成防滲層出現滲漏。全國數百家將要新建的固體廢物 填埋處置設施，亟待採用防滲層滲漏在線監測與檢測技術對其安全運行情況進行在監督。 目前現有的防滲層滲漏檢測技術，由於成本原因，無法做到廣泛的推廣應用。
[0003] 另一方面，大型工業蒸發塘、儲渣場及工業儲液池，從其環境敏感性及企業效益角 度出發，也亟待解決防滲層HDPE膜滲漏檢測問題。如福建紫金礦業和廣西金河礦業由於滲 漏造成了江河汙染。隨著各種工業環境危害事件的發生，加強其防滲系統的在線滲漏監測 與檢測也迫在眉睫。


【發明內容】

[0004] 本發明的目的就是提供一種防滲層滲漏檢測系統，以有效檢測防滲層是否出現滲 漏，並可判斷滲漏的位置，監測汙染範圍。
[0005] 本發明提供一種防滲層滲漏檢測系統，包括：
[0006] 導電網格，鋪設在防滲層的下方，所述導電網格包括按預設規則排列的第一導線 組和第二導線組，所述第一導線組中的任一導線均與第二導線組中的任一導線交叉且具有 一交叉點，各導線交叉處形成所述導電網格中的各網格點，各網格點處的兩個導線絕緣設 置；
[0007] 監控檢測裝置，用於分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的任一 導線組成的各迴路提供源信號，並分別採集各迴路中的有效電信號，以及基於不同時間採 集的各迴路中的電信號，確定各迴路中的兩個導線的交叉處的防滲層是否出現滲漏。
[0008] 上述的系統中，各網格點之間的距離相同，或者在預設的值的範圍內。
[0009] 上述的系統中，所述監控檢測裝置包括信號發生電路、數據採集電路以及數據處 理電路，其中：
[0010] 所述信號發生電路，用於分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的 任一導線組成的各迴路提供源信號；
[0011] 所述數據採集電路，用於在所述信號發生電路向所述各迴路中的一迴路提供源信 號時，採集所述一迴路中的有效電信號；
[0012] 所述數據處理電路，用於基於所述數據採集電路採集到的所述一迴路中的有效電 信號判斷所述一迴路中的兩個導線交叉處是否出現滲漏，同時，基於所述數據採集電路採 集得到的各迴路的電信號，確定防滲層出現滲漏對應的各網格點位置。
[0013] 上述的系統中，所述第一導線組中的任一導線與第二導線組中的任一導線組成的 各迴路上分別設置有可控開關，通過公共導線段連接至信號源的兩端；
[0014] 所述信號發生電路包括所述信號源，以及與各迴路上的可控開關連接的開關控制 器，所述信號源串聯在公共導線段中；
[0015] 所述開關控制器通過控制各可控開關的打開和關閉，由所述信號源分別向各迴路 提供源信號。
[0016] 上述的系統中，各可控開關為繼電器開關，所述開關控制器通過控制繼電器來控 制相應迴路的通斷。
[0017] 上述的系統中，所述數據採集電路包括：信號採集電路和模數轉換電路，其中：
[0018] 所述信號採集電路，用於採集各迴路在提供源信號時的有效電信號；
[0019] 所述模數轉換電路，用於將所述信號採集電路採集的電信號的模擬信號轉換成對 對應的數位訊號；
[0020] 所述數據處理電路，用於獲取所述模數轉換電路採集到的電信號值，確定對應回 路上的網格點處的防滲層是否出現滲漏。
[0021] 上述的系統中，還可包括：
[0022] 數據通信模塊，與所述數據採集電路連接，用於將所述數據採集電路採集的電信 號，通過通信鏈路傳輸至所述數據處理電路。
[0023] 上述的系統中，所述數據處理電路，具體為中央控制器。
[0024] 上述的系統中，所述中央控制器，還用於控制所述信號發生電路，分別向所述第一 導線組中的任一導線和第二導線組中的任一導線組成的各迴路提供源信號。
[0025] 本發明實施例提供的防滲層滲漏檢測系統，可通過對設置在防滲層下方的導電網 格中的具有一交叉點的兩兩導線組成的迴路進行檢測，可基於不同時間各迴路檢測到的電 信號，確定各迴路中的導線的交叉點處是否產生滲漏現象，從而可確定防滲層是否發生滲 漏，以及發生滲漏的位置。本發明提供的系統可實時檢測出防滲層的滲漏，其具有檢測方 便，便於實現的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明實施例提供的防滲層滲漏檢測系統的原理結構示意圖；
[0027] 圖2為本發明實施例中導電網格的結構示意圖；
[0028] 圖3為本發明實施例中監控檢測裝置的結構示意圖；
[0029] 圖4為本發明實施例具體應用的一個結構示意圖；
[0030] 圖5為本發明實施例具體應用的另一個結構示意圖。

【具體實施方式】
[0031] 針對防滲層發生滲漏的情況，本發明提供實施例提供的技術方案，通過在防滲層 下面鋪設一層導電網格，通過基於導電網格中形成各網格點的兩導線組成的各迴路在不同 時間分別導電時的電信號，來確定對應各網格點處的防滲層是否發生滲漏，以及產生滲漏 的位置。下面將以具體實例對本發明技術方案的實現進行詳細說明。
[0032] 如圖1所示，為本發明實施例提供的防滲層滲漏檢測系統的原理結構示意圖。如 圖1所示，該防滲層滲漏檢測系統包括導電網格10,以及監控檢測裝置20,其中導電網格10 鋪設在待檢測的防滲層的下方，監控檢測裝置20可通過對導電網格10中形成各網格點的 兩根導線組成的迴路分別通電，並檢測不同時間通電時迴路的有效電信號，來確定相應網 格點處的防滲層是否產生滲漏。同時，由於網格點相對防滲層的位置可預先確定，因此，可 準確確定防滲層產生滲漏的具體位置。
[0033] 如圖2所示，為本發明實施例中導電網格的結構示意圖。該導電網格10鋪設在待 測試的防滲層的下方，如圖2所示，該導電網格10包括按預設規則排列的第一導線組101 和第二導線組102,第一導線組101和第二導線組102中分別具有多個導線；第一導線組 101中的任一導線均與第二導線組102中的任一導線交叉，且僅具有一交叉點，即第一導線 組101中的導線之間不會出現交叉，第二導線組中的導線之間也不會出現交叉，各導線交 叉處即形成導電網格10中的各網格點，從而可形成導電網格10 ;同時，導電網格10中的各 網格點處的兩個導線絕緣設置，如圖2所示，網格點Q處的兩根導線在交叉處呈絕緣設置。 本實施例中，為便於說明，下面描述的網格點對應的迴路時，是指形成該網格點的兩根導線 組成的迴路。
[0034] 如圖2所示，本實施例中導電網格10具體可為矩形網格結構，其中，第一導線組 101中的任一導線均與第二導線組102中的任一導線垂直交叉設置，即第一導線組101中的 各導線在第一方向平行設置，第二導線組102中的各導線在與第一方向垂直的第二方向平 行設置。設置成矩形網格結構，使得導電網格10中的各網格點位置可容易確定，這樣，在進 行防滲層滲漏檢測時，更容易確定防滲層的滲漏位置。實際應用中，導電網格除了可以是矩 形網格外，也可以是類圓形，即第一導線組中的導線和第二導線組中的導線均可呈圓弧形 設置，本實施例不對導電網格的具體形狀做限定。因此，實際應用中，導電網格中的第一導 線組和第二導線組中的導線除了按平行垂直交叉這種預設的規則排列外，也可以根據需要 按弧形規則排列，形成類圓形的結構。
[0035] 實際應用中，上述的導電網格中的各導線具體可以是裸露的導電繩，例如可以是 不鏽鋼鋼絲繩，可選用直徑為2mm的鋼絲繩，鋼絲繩之間的間距可取5m，鋼絲繩交叉處可通 過噴塗絕緣材料進行絕緣設置，噴塗的絕緣長度可為50cm。即各導線除了在網格點處為相 互絕緣外，在網格點位置之外的地方均呈裸露狀態，這樣，當防滲層滲漏時，若有滲濾液經 過某一網格點位置，則網格點出的兩根導線絕緣性質就會發生變化，在滲濾液的導電作用 下，將兩根導線由絕緣狀態變成非絕緣狀態，這樣，兩根導線組成的迴路就會由高阻特性變 為低阻特性，這樣測量出的迴路在高阻特性和低阻特性兩個狀態的電信號就會不同，正是 基於這種變化可以確定網格點處是否出現滲漏。
[0036] 實際應用中，導電網格10中各網格點之間的距離可相同，或者在預設的值範圍 內，這樣，可便於確定各網格點的相對位置，進而易於確定防滲層的滲漏位置。通常而言，導 電網格10中的各網格點是按規則排列，各網格點之間的距離，以及相對位置可確定，如圖2 所示的矩形網格的網格，這樣，通過順序檢測形成各網格點的兩根導線組成的迴路的電信 號，就可以確定對應網格點處是否發生滲漏。實際應用中，可根據防滲層滲漏檢測精度需 要，設置合適距離網格點的網格結構，以及合適形狀的網格結構。
[0037] 實際應用中，為便於對導電網格10中的各網格點的相對位置的確定，可預先對各 導線組中的按預設規則排列的導線按順序進行排序，並編號，這樣可基於各導線的編號，確 定對應的網格點，測試時，也可以基於編號來進行測量，提高測量效率和測量效果。具體地， 如圖2所示，在矩形網格的導電網格10中，將第一導線組101中按第一方向平行排列的各 導線分別作為X方向的導線，依次編號為XI，X2,…，Xn，將第二導線組102中按第二方向 平行排列的各導線分別作為Y方向的導線，依次編號Yl，Y2,…，Ym，其中，η和m均是大 於〇的自然數；導電網格10中的各網格點就可以利用（Xi，Yj)來表示，其中，1彡i彡n， 1彡j彡m，表示第一導線組101中的第i行的導線Xi與第二導線組102中的第j行的導 線Yj之間形成的交叉點。這樣，在利用監控檢測裝置20來為導電網格10中的各網格點對 應的迴路提供源信號，並進行迴路電信號檢測時，就可以依據編號順序來進行檢測。本實施 例中，可根據導電網格的排列規則，預先確定各網格點（Xi，Yj)在防滲層下方的位置，或相 對位置關係，這樣，在後續檢測到迴路電信號判斷時，可及時準確的判斷出防滲層中出現滲 漏的位置。
[0038] 本實施例中，監控檢測裝置20可分別向第一導線組101中的任一導線和第二導 線組102中的任一導線組成的各迴路提供源信號，並分別採集各迴路中的電信號，以及基 於採集的各迴路中的電信號，確定各迴路中的兩個導線的交叉處的防滲層是否出現滲漏。 由於各迴路的交叉點處的兩根導線呈絕緣設置，若交叉點處或相鄰處的防滲層發生滲漏現 象，就會改變相應網格點對應的迴路的電性能（主要是迴路的電阻發生改變），因此，根據 檢測迴路的電性能就可以確定相應網格點處是否發生滲漏現象。
[0039] 實際應用中，可通過為各網格點對應的迴路分別提供預設電壓的電源，並通過檢 測各迴路在通電時的電流信號，來確定對應網格點處是否發生滲漏現象。或者，實際應用 中，也可通過檢測電壓信號的變化，來確定網格點處是否發生滲漏，具體而言，可基於檢測 的電流、電壓在不同狀態下的大小來確定是否在網格點處發生滲漏；或者，也基於電流大 小，確定迴路電阻變化來確定是否在網格點處發生滲漏。下面將會以檢測迴路中電流，並確 定迴路電阻變化方式來確定相應的網格點處是否產生防滲層滲漏現象。
[0040] 本實施例中，當需要檢測鋪設在導電網格上方的防滲層是否發生洩漏時，就可以 依次檢測各網格點的兩根導線形成的迴路的電信號，以確定對應網格點處是否發生滲漏。 下面將以圖2所示矩形網格的導電網格的檢測過程進行說明：
[0041] 首先，可預先確定導電網格10中各網格點的位置。
[0042] 網格點的位置，具體可根據鋪設導線時確定的相對防滲層的位置，也就是在防滲 層處的位置。具體可以依據上述的按X方向和Y方向排列的各導線來確定，例如網格點（Xi， Yj)就表示相應的位置，根據檢測到形成該網格點（Xi，Yj)的兩根導線組成的迴路的電信 號，確定該網格點（Xi，Yj)對應的防滲層的位置滲漏時，就可以對應找到防滲層相應的位 置，以對防滲層進行維護。即將各網格點與防滲層的實際位置坐標一一對應，這樣，找到一 網格點，就可以準確的確定防滲層對應位置。
[0043] 其次，通過監控檢測裝置，在不同時間分別向各網格點對應的迴路提供信號源，並 在提供信號源時分別檢測各迴路的電信號。
[0044] 最後，根據檢測的各迴路的電信號，確定各迴路對應的網格點所在防滲層位置是 否出現滲漏。
[0045] 具體地，由監控檢測裝置20,依次提供電源給網格點（XI，Yl)、（X2, Y2)…、 (Xi，Yj)、…、（Xn，Ym)對應的迴路，在給相應網格點對應的迴路提供信號源的同時，測量回 路上的電信號，這裡為電流信號，並根據檢測的電流信號和為給該迴路提供的電壓，確定回 路的電阻，這裡將網格點（Xi，Yj)對應得迴路的電阻值記為Rijtl ;同時，可在導電網格初 始鋪設後，檢測並記錄各網格點對應迴路的電阻值，這裡將網格點（Xi，Yj)對應得迴路的 初始電阻值記為RijtO,初始電阻值是在防滲層未發生洩漏時初始測量得到的背景電阻值。 這樣，通過將檢測得到的各網格點對應的迴路的電阻值與背景電阻值比較，當該比值，也就 是電阻變化率超過一設定的閾值時，就可判定該網格點處或附近的防滲層出現滲漏。
[0046] 實際應用中，可將網格點（Xi，Yj)當前測量得到的電阻值Rijtl與前一時刻的背 景電阻值RijtO進行比較，得到的電阻變化率kij :
[0047] ki j = (Ri jt〇-Ri jtl)/Ri jtC^lOO%，其中，其中 i = 1、2...、n，j = 1、2...、m。
[0048] 通過測量各網格點，就可以得到各網格點的電阻變化率，進而得到一個矩陣K :
[0049]

【權利要求】
1. 一種防滲層滲漏檢測系統，其特徵在於，包括： 導電網格，鋪設在防滲層的下方，所述導電網格包括按預設規則排列的第一導線組和 第二導線組，所述第一導線組中的任一導線均與第二導線組中的任一導線交叉且具有一交 叉點，各導線交叉處形成所述導電網格中的各網格點，各網格點處的兩個導線絕緣設置； 監控檢測裝置，用於分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的任一導線 組成的各迴路提供源信號，並分別採集各迴路中的有效電信號，以及基於不同時間採集的 各迴路中的電信號，確定各迴路中的兩個導線的交叉處的防滲層是否出現滲漏。
2. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，各網格點之間的距離相同，或者在預設的 值的範圍內。
3. 根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述監控檢測裝置包括信號發生電路、數 據採集電路以及數據處理電路，其中： 所述信號發生電路，用於分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的任一 導線組成的各迴路提供源信號； 所述數據採集電路，用於在所述信號發生電路向所述各迴路中的一迴路提供源信號 時，採集所述一迴路中的有效電信號； 所述數據處理電路，用於基於所述數據採集電路採集到的所述一迴路中的有效電信號 判斷所述一迴路中的兩個導線交叉處是否出現滲漏，同時，基於所述數據採集電路採集得 到的各迴路的電信號，確定防滲層出現滲漏對應的各網格點位置。
4. 根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述第一導線組中的任一導線與第二導 線組中的任一導線組成的各迴路上分別設置有可控開關，通過公共導線段連接至信號源的 兩端； 所述信號發生電路包括所述信號源，以及與各迴路上的可控開關連接的開關控制器， 所述信號源串聯在公共導線段中； 所述開關控制器通過控制各可控開關的打開和關閉，由所述信號源分別向各迴路提供 源信號。
5. 根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，各可控開關為繼電器開關，所述開關控制 器通過控制繼電器來控制相應迴路的通斷。
6. 根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述數據採集電路包括：信號採集電路和 模數轉換電路，其中： 所述信號採集電路，用於採集各迴路在提供源信號時的有效電信號； 所述模數轉換電路，用於將所述信號採集電路採集的電信號的模擬信號轉換成對對應 的數位訊號； 所述數據處理電路，用於獲取所述模數轉換電路採集到的電信號值，確定對應迴路上 的網格點處的防滲層是否出現滲漏。
7. 根據權利要求3所述的系統，其特徵在於，還包括： 數據通信模塊，與所述數據採集電路連接，用於將所述數據採集電路採集的電信號，通 過通信鏈路傳輸至所述數據處理電路。
8. 根據權利要求3-7任一所述的系統，其特徵在於，所述數據處理電路，具體為中央控 制器。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述中央控制器，還用於控制所述信號發 生電路，分別向所述第一導線組中的任一導線和第二導線組中的任一導線組成的各迴路提 供源信號。
【文檔編號】G01M3/40GK104111152SQ201410299850
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】劉玉強, 劉景財, 黃啟飛, 徐亞, 能昌信, 田書磊 申請人:中國環境科學研究院