供测量土壤气体使用的装置及使用方法与流程

示例性实施例针对一种机械装置及系统。更具体而言，示例性实施例针对一种用于便于分析板下土壤气体样本的装置及系统。

背景技术：

1、与污染的土壤和地下水相关联的挥发性有机化合物(voc)经由底层和建筑物板进入家庭和企业的潜在可能是联邦政府和州的环境保护机构近期的焦点。此潜在暴露路线通常称为"蒸汽入侵通路"。与长期暴露于voc相关联的潜在风险的评估已由美国环境保护署(epa)和其他实体发布。这些评估指出，这些voc中的一些的很低浓度(在一些情况下是大约十亿分之几)可对建筑物的居住者带来不可接受的风险。在一些情形下，收集板下土壤气体样本来评估蒸汽浓度和这些蒸汽进入建筑物的潜在可能。

2、分析板下土壤气体样本的技术是已知的。然而，收集这些气体样本的实践相当麻烦。由epa和其他机构目前在最近的指导性文件草案中使用和提出来收集板下土壤气体样本的技术和装置依靠通过监测井采样地下水多年而获得的环境专业的经验而构成。基本上，板下采样的现有技术水平是使用穿过板安装的微型井。这些井，或"板下蒸汽点"通常通过穿过板钻出相当粗糙的孔且将金属管结合就位来安装。一定数目的螺纹配件在管的顶部处，螺纹配件允许蒸汽点经由塑料管连接到排空容器，其在本领域中称为苏玛罐(summacanister)。

3、由于对许多voc的关注水平很低，故蒸汽点配件中或沿蒸汽点自身的边缘的泄漏允许室内空气稀释样本，使得样本无用。该情形由于大多数蒸汽点必须在多个场合采样的事实加剧。每次使用蒸汽点时，其必须使用多个扳手通常在狭窄地段中分离和再连接。该动作可引起一些配件逐渐变松且更容易泄漏，或导致点自身失去其与用于在安装期间锚定其的水泥的结合。联邦和州的epa官员认识了该缺陷，且已经开发了用于检测此类泄漏的耗时的精细方法。

4、板下样本的收集也可不便于建筑物的居住者，因为其需要除去地板覆盖物，且对地基板打孔或钻孔。一种建议的方法是使用电动锤钻或旋转锤来产生进入混凝土板中的内导孔。在钻取内导孔之后，个人必须使用较大的钻头来将外孔钻到预定深度。在外孔完成之后，个人必须使用原工具来确保导孔然后钻穿板且进入板下材料若干英寸。一旦完成钻孔，则不锈钢探头组装和插入预先钻取的孔中。探头尽可能与周围的板齐平安装，以最小化对行人或车辆交通的干扰。探头必须结合就位，以确保探头组件与地基板气密。由于水泥必须固化，故个人必须在可进行下层土壤采样之前再返回至少一次，从而给房屋所有人或企业带来了进一步的不便。

5、已经尝试克服收集板下土壤气体样本来分析的任务中固有的这些和其他困难。已经开发了各种装置和系统来用于此类收集，例如，美国专利第8220347号和美国专利申请第13/551213号中之前描述的那些，两个申请由本技术人共同所有，且通过引用完整并入本文中。例如，那些引用公开了通过部分地消除建筑物内部空间上的收集系统的侵入、降低由之前使用的收集方法引入的对板的破坏的潜在可能、降低或消除采样期间泄漏的风险从而提高测试效力/效率，以及通过引入可再使用的系统构件来降低收集成本而便于收集板下土壤气体的发明的装置、系统及其使用方法。

6、然而，已经发现，当前技术的装置和系统中仍有某些缺点和缺陷。例如，板中的振动、基床和地基厚度和各种测试位置的地质结构导致了需要在关于特定板的顶表面的可变深度处收集板下土壤气体。此外，随着板下土壤气体分析技术继续进步，可能需要在关于给定板的顶表面的增加种类的深度处收集土壤气体。在一些情况下，发现在板下方的回填或天然材料中钻井到针对收集所期望的深度提高了堵塞和将非期望的颗粒引入进入采样装置的蒸汽流中的潜在可能。

7、在一些情况下，可能期望将外部采样装置或探头引入板下方的空间中。然而，目前已知的采样系统不与此类采样装置兼容，或需要侵入式的安装技术，其麻烦、非期望，且通常引起对板或结构的非期望破坏。

8、期望的是消除用于测量板下土壤气体的已知装置和技术的一些或所有缺陷的装置及系统。提供允许快速安装和除去、节省时间和金钱的防泄漏装置可消除这些缺陷中的一些或所有。另外，允许在一次部署中进行安装的装置和系统是期望的。此类装置还可设计成结合不同的voc测量装置(板上方和板下方两者)和大体上结合其他采样装置来使用。还存在的需要是除在板下方的点处收集样本且分别不堵塞或污染装置和样本的能力外提供这些优点中的一些或所有的系统。独立或组合采用的已知引用都不看作教导或提出了在板下土壤气体采样中使用的本文请求保护的设备。

技术实现思路

1、装置的示例性实施例可消除当前技术的一些或所有前述缺陷。系统构件的示例性实施例可由单件材料加工，如，黄铜或不锈钢，以消除对多个配件的需要，且从而减少潜在泄漏的数目。系统的示例性实施例可安装在穿过混凝土或其他地基材料的板打取的一英寸直径的孔中。打取的孔提供了较光滑的结合表面，且可使用标准的手持式打孔机器来完成。系统的示例性实施例可使用锤或类似的装置驱动到打取的孔中。系统的示例性实施例的安装迫使位于适配器本体的外表面的至少一部分上的柔性硅树脂管抵靠打取的孔的内壁，实现了打孔的板与装置之间的气密或几乎气密密封。系统的适配器本体的示例性实施例然后可经由气密的带刺配件来连接到采样管的一部分上。

2、系统的示例性实施例包括具有一定长度以及近端和远端的适配器本体。适配器本体包括设置在适配器本体的近端处的第一带刺部分、设置在适配器本体的远端处的第二带刺部分、设置在第一带刺部分与第二带刺部分之间的套环部分、具有内表面且穿过适配器本体的长度的内腔，以及具有设置在内腔的内表面上的内螺纹且从适配器本体的远端在其上沿纵向延伸的联接部分。

3、本发明的目的在于提供一种可用于在相对于给定板的顶表面的不同深度处收集板下土壤气体而不需要制造具有许多不同长度的适配器本体构件的系统。本发明的另一个目的在于提供一种可用于收集给定的板下方的点处的板下土壤气体而不将颗粒引入收集的蒸汽流中且不会提高系统的腔发生堵塞的潜在可能的系统。此系统的示例性实施例包括具有一定长度、第一端和第二端的延伸部。延伸部具有从延伸部的第一端到延伸部的第二端处的出口沿纵向延伸穿过延伸部的内腔，以及适于适配器本体的联接部分内的互补的螺纹固持的设置在延伸部的第一端处的外螺纹。

4、在一些实施例中，延伸部是具有设置在出口处的配合部分的配合延伸部。例如，配合延伸部可为设置在出口处的带刺部分，其中一个或多个大体上截头形状的刺设置在其上，由此其他井下采样装置可直接地或间接地(例如，经由不锈钢或刚性或柔性塑料管)附接到系统上。一些示例性实施例包括设置在配合延伸部的外螺纹与带刺部分之间的外部接合部分。外部接合部分可具有侧向截面形状，其适合结合工具如扳手使用，以上紧或松开延伸部与适配器本体之间的连接。

5、在系统的一些示例性实施例中，延伸部是具有设置在出口处的过滤器元件的过滤器延伸部。例如，过滤器元件可包括具有附接孔口和设置在附接孔口内的至少一个内部肋的过滤器元件，以及具有设置在出口处的至少一个刺的带刺部分，其中带刺部分由至少一个内部肋与至少一个刺之间的互补接合来固持在过滤器元件的附接孔口内。在一些实施例中，过滤器元件由烧结的多孔金属形成。系统的示例性实施例可包括过滤器延伸部，其具有设置在过滤器延伸部的外螺纹与带刺部分之间的外部接合部分。例如，外部接合部分可具有侧向截面形状，其适合结合工具如扳手使用，以上紧或松开过滤器延伸部与适配器本体之间的连接。

6、可提供系统的其他示例性实施例，其中延伸部是具有多个侧向出口的筛延伸部，其中各个侧向出口与筛延伸部的内腔交叉。在一些实施例中，筛延伸部可包括设置在其第二端处的外部接合部分。例如，外部接合部分可具有侧向截面形状，其适合结合工具如扳手使用，以上紧或松开筛延伸部与适配器本体之间的连接。在一些实施例中，外部接合部分具有一定长度，以及具有两个相对平行侧的圆形截面形状。系统的一个目的在于通过多个侧向出口提供侧向气体通路。在一些实施例中，多个侧向出口具有以交叉"x"图案沿侧向延伸穿过接合部分的至少一对出口腔。在优选实施例中，侧向出口提供为沿侧向延伸穿过接合部分的三对出口腔，其中各对均以交叉"x"图案构造。

7、本发明的另一个目的在于提供一种采样板下土壤气体的系统，其中一个或多个出口可定位在可变深度处且甚至在板下方。另一个目的在于在不需要制造具有不同长度的多种适配器本体的情况下提供此能力。在一些实施例中，适配器本体和延伸部还设有长度延伸部，其具有连接到适配器本体和延伸上且在其间的第一端和第二端。长度延伸部具有：具有从第一端到第二端沿纵向延伸穿过长度延伸部的内表面的内腔、适于在适配器本体的联接部分内的互补螺纹固持的设置在第一端处的外螺纹，以及具有设置在内表面上的内螺纹且从长度延伸部的第二端在其上沿纵向延伸的联接部分，其中内螺纹适于螺纹地固持延伸部的外螺纹。例如，具有适配器本体、长度延伸部和诸如配合延伸部、过滤器延伸部或筛延伸部的延伸部的发明的系统的实施例的安装允许经由具有一个或多个出口的连续内腔收集土壤气体样本，其中土壤气体可进入且行进至适配器本体的近端来分析。

8、装置的示例性实施例可与自动安装装置相关联。此装置可在性质上是机器人，或可为另一类型的自动装置。作为备选，装置的示例性实施例可由个人使用来手动地安装装置，如，通过锤。

9、本发明的目的在于提供一种用于在本文大体上描述的类型的板下土壤气体收集中使用的系统，其适于本文提出的目的，且克服了现有技术中发现的缺点。这些和其他优点通过本发明提供，在下文中更详细描述和示出。

10、在本发明的另一个方面，公开了一种土壤气体收集装置，其包括具有第一带刺部分和公连接机构的第一本体部分、具有第二带刺端和接收公连接机构的第一母接收机构的第二本体部分、便于第一本体部分与第二本体部分的附接和除去的抓持部分，以及允许土壤气体流过第一本体部分和第二本体部分的沿轴向延伸第一本体部分和第二本体部分两者的长度的内腔。

11、在本发明的另一个方面，第二本体部分包括设置在第二带刺端部分的第一端处的螺纹套环，螺纹套环便于装置的安装和除去，螺纹套环包括具有相对设置的平表面的至少一个螺纹，平表面便于在安装之后防止第二本体部分的旋转。