[实用新型]一种用于微波修复土壤的温度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电子领域，尤其是指一种用于微波修复土壤的温度测量装置。 

背景技术

石油是人类主要的能源，是维持社会正常运转不可缺少的资源。在石油生产及运输过程中不可避免的会造成滴漏，甚至泄漏。漏出的石油会对周围的土壤产生污染，这种现象很严重，已经对生态环境造成破坏。 

对石油污染土壤的修复课题是近年来研究的热点。石油污染土壤修复的方法有许多种，如物理修复、化学修复、生物修复，但是都存在明显的不足。以生物土壤修复为例，其修复效果受各种环境因素影响较大且修复时间长。化学修复方法存在化学试剂耗费量大且存在二次污染的问题。 

热修复法由于其对污染物去除效率高、不受污染物种类影响等特点被认为是一种有效的石油污染土壤修复方法，但在传统的热修复中，土壤加热由外到内，加热速度慢；为使内层土壤达到适合污染物去除的温度，往往需要将外层土壤加热到很高温度，可能致使外层土壤结构发生变化，阻碍内层土壤中污染物的去除，并导致内层污染物向外迁移时发生高温热解，不利于有用污染物的回收。微波加热是物质在微波场中由介电损耗引起的体向加热，具有加热快速、内外同时加热以及选择性加热等，因而将其应用于污染土壤的热修复可以避免上述传统热修复中的不利问题。 

微波修复方法在实际应用中应为原位土壤修复，即不需要将污染搬移到微波箱中，仅需将波导向下对准待修复土壤即可。在修复过程中微波的修复效果 需要进行评价。如果修复效果不佳，应该加大微波发生器功率。如果修复效果已达到要求，过大的功率必然导致能量的浪费。修复土壤效果的评估主要依据待评估土壤层的温度（400-1000℃）。如果能够对不同的污染层的温度进行监测将能实现自动调节微波发生器的功率，从而达到既取得满意的修复效果同时又节约了能量。目前用于微波温度测量使用热电偶，仅能实现一点测量，不能进行多层测量。由于对所测温度要求不高，本实用新型采用半导体集成温度传感器测量温度。因为其智能化程度高，可以直接同单片机相连接。 

发明内容

为了克服现有的微波修复土壤测量土壤温度仅能测量一点, 不能实现微波功率的自动调节。本实用新型提供一种用于微波修复土壤的温度测量装置，可以实现微波修复土壤温度的多层的自动监测，从而实现微波功率的自动调节。  

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型包括单片机、温度传感器DS1820、陶瓷热衰减片、温度测量杆，其特征在于陶瓷热衰减片固定在温度传感器DS1820端上。 

温度测量杆包括玻璃钢层、陶瓷管层、泡沫隔热层、总线、温度测量孔。温度测量杆的前端呈尖状，以便能够顺利插入修复土壤。玻璃钢层做外层可以有足够的强度并且克服了金属套管会使微波在上产生反应，从而损坏套管；另外玻璃钢还具有一定的隔热作用。陶瓷管层是为了隔热而设计，以避免土壤温度影响到温度测量杆内部造成测量误差；同时陶瓷管层也起到辅助支撑的作用。泡沫隔热层起到进一步隔绝土壤温度的作用，以保证各个温度传感器DS1820之间的温度环境相对独立。 

陶瓷热衰减片起到两个作用：第一、它可以减少土壤温度对温度测量杆内 部的影响，保证各个传感器的独立；第二、由于所采用的温度传感器DS18B20工作温度一般125℃以下，而微波加热温度在400-1000℃内，超出其工作范围，应用陶瓷热衰减片可以使温度传感器的工作范围满足要求。 

温度传感器DS1820为DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器，可把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理。由于每片DS1820含有唯一的串行序列号，所以在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。从DS1820读出的信息或写入DS1820的信息，仅需要一根口线（单总线接口）。读写及温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额外电源。DS1820提供九位温度读数，构成多点温度检测系统而无需任何外围硬件。由于单线数字温度传感器DS1820具有在一条总线上可同时挂接多片的显著特点，可同时测量多点的温度，而且DS1820的连接线可以很长，抗干扰能力强，便于远距离测量，因而得到了广泛应用。  

每片温度传感器DS1820前端粘接陶瓷热衰减片，两者都放置在温度测量孔内。在温度测量杆上的温度测量孔间隔为等距，具体可以根据所测量的污染土壤层厚度设计。由于片DS1820含有唯一的串行序列号，因而其所在的位置即可计算出来。