CN105738954B - 一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，为解决现有岩石、混凝土、沥青介质的直流电法勘探电极耦合以及现有不极化电极外壳容易发生碰撞损毁，底部易被堵塞及耦合效果差的问题。本发明由不极化电极和电极袋构成，所述不极化电极包括带有密封盖的透明管和电极棒，所述电极棒穿过并固定在所述密封盖上置于透明管中，所述透明管中内置金属电极的饱和溶液，透明管底部为透水材料；使用状态下，所述不极化电极放置于装有黄泥的电极袋内，电极袋底部直接搁置在被测介质上。本发明的不极化电极电位稳定，导电性好；用亚克力制作的透明电极管不易碰坏，其上的标尺能实时对不极化电极溶液的渗透情况进行及时了解，供电、测量均可使用；电极袋不仅使不极化电极携带更方便，且能使不极化电极与被测体耦合面积大，接地电阻小。
Description
技术领域
本发明涉及不极化电极技术领域，特别涉及一种适用于岩石和路面介质耦合的不极化电极，对于矿井巷道、城市物探、山地勘探具有重要应用。
背景技术
电法勘探中，电极作为其不可或缺的一部分，起着重要的作用。其性能与耦合的好坏，直接影响着接地电法勘探的质量。
为了解决电极的极化效应，通常使用不极化电极，如Cu-CuSO4电极、Pb-PbCl2电极等，通过将金属电极和对应金属的饱和溶液放在容器中，且要求容器底部毛细孔通畅，可以和土壤进行离子交换。但在实际使用中也存在一定的问题，如容器外壳在使用过程中容易发生碰撞损毁；底部普通瓷片孔隙与胶状、浆状被测体接触后容易被堵塞等而影响电极耦合效果；对于无粘土介质不能保证耦合效果，从而造成接地电阻过大或不能使用。在基岩露头、矿井巷道等岩石条件下，需要打孔耦合；在城市路面及广场条件下，打孔会破坏混凝土及沥青地面结构，难以开展电法勘探。因此，通过查明现有不极化电极存在的缺陷，对不极化电极的工艺、使用效果等进行深入研究，提出本发明。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足，提出一种制作简单、施工方便且电极不需埋设而直接与被测体耦合的不极化电极。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，由不极化电极和电极袋构成，所述不极化电极包括带有密封盖的透明管和金属电极棒，所述金属电极棒穿过并固定在所述密封盖上并置于透明管中，所述透明管中内置金属电极的饱和溶液，透明管底部为透水材料封头，所述透水材料封头周边与透明管内径配合；使用状态下，所述不极化电极放置于装有黄泥的电极袋内，且电极袋底部直接搁置在被测介质上。
进一步，所述电极棒采用铜棒，每根铜棒长为14-16cm，直径在0.7-1cm，铜棒的下端为球面状，顶部位置设有用于插香蕉头连接线的小孔。
进一步，所述密封盖采用橡皮塞或塑料盖子密封，所述密封盖直径4cm，高度1-2cm。
进一步，所述透明管采用亚克力材质，透明管长度方向从下至上设有0-15cm刻度的标尺，透明管内径4cm。
进一步，所述透水材料封头为透水石或软木塞，其内径为4cm，高度1-3cm。
进一步，所述电极袋的材质采用耐磨及透水布料，袋口设有抽绳。
本发明的有益效果：和传统不极化电极相比，本发明不采用陶瓷作为盛溶液的容器，也不采用在容器底端挖坑、打孔的方式进行耦合作业，不会被被测体堵塞住；本发明采用亚克力制作透明管作为盛装溶液的容器，成本低，并在透明管上标有标尺，能实时对不极化电极溶液的渗透情况进行及时掌握和添加，保证每个测点的耦合质量；电极袋内统一配置黄泥，具有相同的离子活性和浓度，能保障不极化电极与黄泥的等电位性；电极袋的底部与被测介质是通过黄泥离子传导电流和电位，保湿性好、接触面积大，接地电阻小，可分别作为电位接收和电流激发两种用途；电极袋的使用，一个人就可以拿多个电极袋，携带更方便；现场施工时，电极袋直接搁置在被测介质表面，可直接耦合与岩石（碎石）、混凝土以及沥青等介质表面，布极效率明显提高。
附图说明
图1是本发明不极化电极结构示意图；
图2是本发明电极袋结构示意图；
图3是本发明布袋不极化电极置于被测介质上的结构示意图。
图中，1.电极棒，2.密封盖，3.透明管，4.硫酸铜饱和溶液，5.透水材料封头，6.插接孔，7.袋布，8.抽绳，9.介质面，10.黄泥，11.布袋不极化电极。
具体实施方式
结合附图对本发明进行详细说明。
本发明由不极化电极和电极袋构成。如图1所示，不极化电极包括电极棒1、密封盖2、透明管3、硫酸铜饱和溶液4和透水材料封头5。
电极棒1采用采用铜棒或铅棒，电极棒1的下端做成球面状，顶部位置打一插接孔6，用于插接香蕉头连接线。
密封盖2用于密封硫酸铜饱和溶液4，防止其外漏。密封盖2可采用橡皮塞或者塑料盖子等进行密封。
透明管3采用亚克力材料制作，在透明管3长度方向从下到上给出0-15cm标尺，其作用是当管内溶液不足10cm时，可立即对其进行补给。
硫酸铜饱和溶液4的作用是与电极铜棒1组成稳定的电化学平衡电位。
透水材料封头5作用是让透明管3内的溶液4与电极袋内的黄泥接触，可以选用透水石、软木塞或其它特殊透水材料等。在组装时，电极棒1电极要穿过密封盖2，并将电极棒1固定在在密封盖2上。
在具体设计时，电极棒1长度可为15cm，直径在0.7-1cm；所述密封盖4直径可为4cm，高度1-2cm；所述亚克力透明管3长度可为20-25cm；所述透水材料封头5内径为4cm，高度1-3cm。
如图2所示，电极袋7的材质选用耐磨和可透水布料，如帆布、牛仔布。在布袋上安装有抽绳8，目的一用于携带方便，目的二能对不极化电极起到固定的作用。在施工过程中，为确保不极化电极的电位稳定性，所述电极袋中黄泥要求在现场统一加盐、统一配置、统一装填。如图3所示，其为布袋不极化电极，具体作业时，将不极化电极插入布袋黄泥中，把抽绳8拉紧，且让透明管3出露电极袋整体的2/3，且电极袋底部直接搁置在被测介质上（被测介质如岩石和路面等），如图3所示。
上述仅为本发明的实施例而已，对本领域的技术人员来说，本发明有多种更改和变化。凡在本发明的发明思想和原则之内，作出任何修改，等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，其特征在于：由不极化电极和电极袋构成，所述不极化电极包括带有密封盖的透明管和金属电极棒，所述金属电极棒穿过并固定在所述密封盖上并置于透明管中，所述透明管中内置金属电极的饱和溶液，透明管底部为透水材料封头，所述透水材料封头周边与透明管内径配合；使用状态下，所述不极化电极放置于装有黄泥的电极袋内，且电极袋底部直接搁置在被测介质上；所述电极棒采用铜棒，每根电极棒长为14-16cm，直径在0.7-1cm，电极棒的下端为球面状，顶部位置设有用于插香蕉头连接线的小孔；所述透明管采用亚克力材质或其它透明材料，透明管长度方向从下至上设有0-15cm刻度的标尺，透明管内径4cm。
2.根据权利要求1所述的一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，其特征在于：所述密封盖采用橡皮塞或塑料盖子密封，所述密封盖直径4cm，高度1-2cm。
3.根据权利要求1所述的一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，其特征在于：所述透水材料封头为透水石或软木塞，其内径为4cm，高度1-3cm。
4.根据权利要求1所述的一种不需要埋设而直接耦合的不极化电极装置，其特征在于：所述电极袋的材质采用耐磨及透水布料，袋口设有抽绳。
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