CN108709909B - 一种基于eit无损检测水泥基平板的电极装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，包括固定底座、面板和电极，固定底座包括座本体和固定板，座本体由底板和侧板组成，底板上方固设有平行设置的固定板，固定板上方的座本体内设有面板，面板与固定板间设有弹簧，每一侧板顶部均设有水平且向内延伸的隔挡条，面板上均匀设有数个通孔，固定板上设有对应的第二开孔，底板上设有对应的第一开孔，电极同时置于通孔、第二开孔和第一开孔内，一端通过导线连接测量仪器，另一端固设有导电软垫，且电极与面板接触处设有一紧固环，用于将电极固定于面板上，保证相邻两电极之间的间距均匀，且自由组合电极布置组合方式，保证电极与被测物体表面接触紧凑，使精度极大的提升。

Description

一种基于EIT无损检测水泥基平板的电极装置

技术领域

本发明涉及电阻抗成像无损检测领域和交通领域，具体涉及一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置。

背景技术

电阻抗成像技术(EIT)是一种比较前沿的无损检测技术，其利用目标物内部电导率不同，通过电极向目标物中注入电流，同时使用相同的电极得到多组电压数据来对目标物内部的分布进行成像。在EIT无损成像的过程中，电极夹具结构的优劣以及电极分布的方式在很大程度上影响着EIT无损检测成像的质量和效果。

目前，用于EIT无损检测的电极夹具通常是采用环绕式的，即电极将目标物环绕并接通，或者离散形式的，即电极逐一与被测物体相连接通。由于这种成像技术属于逆运算层析成像，故电极与被测物体接触点需要较高的可靠度和精准度，以保证原始数据的精度和逆运算模型与实际模型的统一，但是在实际应用中，若待测试件较大，电极可能无法与目标物环绕接触，环绕只能整体测量不太容易实现，且测得的结果可能会失真。EIT成像时，电极的绝对位置与相对位置应跟逆运算模型尽可能对应一致，而离散的电极在实际操作中较难实现两者对应。一般来说，被测物体表面在微观或宏观上一般都不可能是理想的平面(也就是说平面可能有凹凸)，所以无法保证电极与被测物体表面的接触紧凑，测量结果精确度低。虽然目前已有相当数量的新电极夹具被应用于科学研究，但都很难满足实际的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的公开了一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，可保证相邻两电极之间的间距均匀，相对位置准确，更具有实用性，同时能够使电极与被测物体表面接触紧凑，使精度极大的提升，测得的结果更能反应真实的情况。

本发明的提供一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，包括一固定底座、一面板和若干电极，所述固定底座包括一座本体和一固定板，所述座本体由位于下部的底板和若干竖直固设于所述底板周围的侧板组成，所述底板上方的座本体内固设有与所述底板平行设置的所述固定板，所述固定板上方的所述座本体内设有一可上下移动的所述面板，所述面板与所述固定板间均匀设有若干弹簧，每一所述侧板顶部均设有一水平且向内延伸的隔挡条，当面板不受力时，若干所述弹簧可推动所述面板至所述隔挡条底部固定，所述面板上等间距均匀设有数个通孔，所述固定板上设有数个与所述通孔在竖直方向上一一对应的第二开孔，所述底板上设有数个与所述通孔在竖直方向上一一对应的第一开孔，每一所述电极依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔并固定安装于所述面板上，所述电极一端通过导线连接一测量仪器，另一端固设有一导电软垫。

进一步地，所述固定底座其中一侧板外侧面固定安装一插线板，所述插线板上均匀设有若干等间距设置的插孔，每一所述插孔的两端均向外弯曲并保持一定的弧度，所述导线穿过所述插孔一端连接所述电极，另一端连接所述测量仪器。

进一步地，所述电极包括一香蕉接头、一导电线和一电极柱，所述香蕉接头包括连接件和电接头，所述连接件内部中空，所述连接件一端安装所述电接头，另一端为开口，部分所述电极柱头部从开口伸入至所述连接件内部固定安装，所述导电线穿透所述连接件一端连接所述电接头，另一端连接所述电极柱头部，所述导线连接所述电极一端安装有电极帽，所述电极帽可与所述电接头配合安装，用于连通导线和电极。

进一步地，所述电极帽包括限位座、螺纹管、绝缘垫环、导电片和螺母，所述螺纹管竖直安装在所述限位座上侧，且所述限位座中部设有与所述螺纹管内部导通的圆孔，所述螺纹管外从下至上依次套装所述绝缘垫环、所述导电片和所述螺母，所述螺母将所述绝缘垫环和所述导电片固定于所述螺纹管外壁，所述导电片上设有连接导线的接线孔。

进一步地，所述通孔和所述第二开孔的直径相同，所述通孔和所述第二开孔的直径小于所述第一开孔的直径，所述第一开孔的直径不小于所述连接件的直径。

进一步地，所述电极柱尾部固设所述导电软垫，所述电极柱头部依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔后，通过一紧固环与所述面板固定安装，所述连接件开口一端套在所述电极柱头部并穿过所述第一开孔后与所述连接件固定安装。

进一步地，所述电极包括一电极柱和一接线夹，所述通孔、所述第一开孔和所述第二开孔的直径相同，所述电极柱头部依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔后夹装有所述接线夹，所述接线夹连接所述导线，所述电极柱通过一紧固环与所述面板固定安装。

进一步地，所述紧固环与所述面板可拆卸安装。

进一步地，所述电极柱靠尾部一端设有杆件，所述杆件可在所述电极柱尾部受力时按压所述面板压缩所述弹簧。

进一步地，若干所述隔挡条内侧面形成所述座本体的顶部开口，所述面板的横截面面积小于所述固定板的横截面面积，且所述面板的横截面面积大于所述座本体顶部开口的横截面面积。

进一步地，所述电极柱为金属导电材料制成。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：采用面板固定电极可以保证电极与被测物体表面良好且稳定的接触，并且电极之间的相对位置精准可控；若需测量的待测试件较大，该电极装置的平面测量相当于可以分块，更具有实用性且测试的结果不会失真；最后电极尾部的导电软垫和弹簧能够使电极与被测物体接触紧凑，使精度极大的提升，测得的结果更能反应真实的情况。

附图说明

图1是实施例一基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置的俯视图；

图2是图1中插线板的剖视图；

图3是实施例一中的固定底座的局部剖视图；

图4是图3中电极的结构示意图；

图5是实施例二基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置的俯视图；

图6是实施例二中的固定底座的局部剖视图。

图中：1、固定底座 2、面板 201、通孔 3、电极 301、香蕉接头 3011、电接头 3012、连接件 3013、导电线 302、电极柱 3021、杆件 303、接线夹 4、座本体 401、底板 4011、第一开孔 402、侧板 403、隔挡条 5、固定板 501、第二开孔 6、弹簧 7、导线 8、测量仪器 9、导电软垫 10、紧固环 11、插线板 12、插孔 13、电极帽 1301、限位座 1301A、圆孔 1302、螺纹管 1303、绝缘垫环 1304、导电片 1304A、接线孔 1305、螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1、图2和图3，本发明的实施例公开了一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，包括一固定底座1和一插线板11，所述固定底座1其中一侧面与所述插线板11侧面连接固定，也可以为一体化固定设计，所述固定底座1与所述插线板11进行连接固定的两个侧面的宽度相同，所述插线板11的厚度方面不作具体要求，所述插线板11的厚度可与所述固定底座1的厚度相同，或大于所述固定底座1的厚度，或小于所述固定底座1的厚度，所述插线板11上均匀设有若干等间距设置的插孔12，所述插孔12可为圆柱形，每一所述插孔12内均穿插有一导线7，也可以每一所述插孔12的两端均向外弯曲并保持一定的弧度，这样所述插孔12两端的弧度保证了导线7不会弯折过大，从而降低了对导线7的磨损。

所述固定底座1包括一座本体4和一固定板5，所述座本体4内为空腔，且所述座本体4为一顶部为开口的立方体状，所述座本体4包括位于下部的底板401和竖直置于所述底板401四周的侧板402，所述底板401上方的所述座本体4内空腔设有一所述底板401平行设置的固定板5，所述底板401上等间距均匀设有若干第一开孔4011，所述固定板5上等间距均匀设有若干第二开孔501；

每一所述侧板402顶部设有一水平且向内延伸的隔挡条403，四个所述隔挡条403内侧面形成所述座本体4的顶部开口，所述座本体4的顶部开口为矩形，所述隔挡条403与所述固定板5间的所述固定底座1空腔内设有一面板2，所述面板2的横截面面积小于所述固定板5的横截面面积，大于所述座本体4顶部开口的横截面面积，因此所述面板2可在所述固定板5和所述隔挡条403之间的空间上下移动，所述面板2上等间距均匀设有若干通孔201；

所述导线7一端连接一测量仪器8，所述测量仪器8包括恒流源和电压表，恒流源为电极提供电流注入至目标物中，电压表可以测得目标屋内的电压数据，并可通过数据线将电压数据传输至电脑上进行记录。请参考图4，所述导线7另一端连接电极帽13，所述电极帽13包括限位座1301、螺纹管1302、绝缘垫环1303、导电片1304和螺母1305，所述螺纹管1302竖直安装在所述限位座1301上侧，且所述限位座1301中部设有与所述螺纹管内部导通的圆孔1301A，所述螺纹管1302外从下至上依次套装所述绝缘垫环1303和所述导电片1304，套装完成之后，利用所述螺母1305将所述绝缘垫环1303和所述导电片1304固定于所述螺纹管1302外壁，所述导电片1304上设有连接导线7的接线孔1304A，通过将导线7焊接在所述接线孔1304A内，可实现所述导线7与所述电极帽13的固定连接。

一电极3依次穿过所述通孔201、所述第二开孔501和所述第一开孔4011，并通过一紧固环10与所述面板2固定连接，所述紧固环10可有效消除所述电极柱302安装在所述面板2上之后的晃动，所述电极3包括一香蕉接头301、一导电线3013和一电极柱302，所述香蕉接头301包括连接件3012和电接头3011，所述电接头3011可与所述电极帽13配合安装，从而完成导线7和电极3的连通，所述连接件3012内部中空，所述连接件3012一端安装所述电接头3011，另一端为开口，部分所述电极柱302头部从开口伸入至所述连接件3012内部固定安装，所述导电线3013穿透所述连接件3012一端连接所述电接头3011，另一端连接所述电极柱302头部，可以保证每个电极柱302与电接头3011之间的耗电量一致，有效减少了电流误差，所述电极柱302为金属导电材料，例如铜棒，银棒，锌棒等，所述电极柱302底部还固设有一导电软垫9，在实际使用中，所述导电软垫9可为导电海绵，也可以在规则橡胶体表面贴一层铜片或者铜纸等等，例如，在正方体的橡胶体的上下两表面和左右两侧面贴上铜片或者铜纸即可。这样在电极3接触到目标物时，如果出现表面不平整的情况，所述导电软垫9可以发生弹性形变，保证每一个电极3与被测物体表面的接触是相当的，即接触电阻相同。

请继续参考图3，所述电极柱302靠尾部一端设有杆件3021，所述杆件3021的形状可为圆环状，也可以为其他形状，只要在所述电极柱302按压受力时可防止所述电极柱302和面板2相对移动即可；所述杆件3021与所述电极柱302固定连接，例如焊接等，也可以为一体化设置，当电极柱302尾部受力时，所述杆件3021可与所述面板2接触，所述杆件3021可按压所述面板2带动所述弹簧6受力压缩，从而减小了所述紧固环10和所述电极柱302之间的摩擦力，有效防止了所述电极柱302和所述面板2之间的相对移动。

所述通孔201与所述第一开孔4011和所述第二开孔501的排布方式及数量均相同，排列方式比较灵活，可根据实际需要自行设置，互相对应的所述通孔201、所述第一开孔4011和所述第二开孔501的中心点位于同一竖直线上，所述固定板5上表面和所述面板2下表面间的空间设为通槽，所述通槽可以是圆弧形、方形或根据电极的形状制定的其他形状，保证电极3的各处被夹持部位受力相对均匀，防止电极3位置变动，进而对测量精度产生影响，所述通槽内固设有若干弹簧6，当面板2处于不受力的状态时，所述弹簧6通过自身弹力将所述面板2推送至所述隔挡条403下表面固定，当面板2受到向下方向力的状态时，所述面板2可克服所述弹簧6弹力向下移动。

所述通孔201和所述第二开孔501的直径相同，所述通孔201和所述第二开孔501的直径均小于所述第一开孔4011的直径。其中所述第一开孔4011的直径大于所述连接件3012的直径，这样可实现将所述连接件3012穿过第一开孔4011，同时所述第一开孔4011与所述连接件3012之间的距离足够的小，最优所述第一开孔4011的直径和所述连接件3012的外径相同，这样保证在所述连接件3012穿过所述第一开孔4011安装成功之后能够固定，有效防止了水平晃动。

安装时，每一所述电极柱302头部穿过所述通孔201、所述第二开孔501和所述第一开孔4011后伸出，随后将所述连接件3012开口一端套在所述电极柱302外圈并穿过所述第一开孔4011，直至所述连接件3012开口一端接触到所述底板401底部，最后将所述连接件3012和所述电极柱302进行固定安装，例如采用焊接固定。同时所述电极柱302与所述面板2接触位置设有一紧固环10，用于将所述电极柱302与所述面板2进行固定，所述紧固环10与所述面板2之间可以拆分，可对所述电极3进行拆卸，便于后期的更换和维护。所述紧固环10为弹性材料制成，例如ABS、TRP和硅橡胶等。由此电极3可以配合面板2进行上下移动。

当需要进行检测工作时，只需将若干所述电极3穿过所述第一开孔4011、所述第二开孔501和所述通孔201后通过所述紧固环10与所述面板2固定即可，保证所述电极3与所述面板2间的稳定性，随后将所述香蕉接头301插入至所述电极帽13内，就可以实现电极3与测量仪器8之间的连接，进而完成通电。通过所述香蕉接头301与所述电极帽13之间的抽插就可实现与导线的通断，十分的便捷。

通过手持固定底座1将电极3和导电软垫9一侧按压在检测目标物表面，进而使弹簧6压缩，由弹簧6压缩产生的弹力从而经过面板2传递给电极3，进而实现将电极3前端与目标物充分地接触，进而将电流注入目标物内，并用电压表来测量电压数据获取目标物内部的分布进行成像，有效提高了实际检测的可靠度和精准度。

实施例二

请参考图5和图6，本发明的实施例公开了一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，与实施例公开的一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置的区别在于，所述电极3的结构以及与导线7的连接方式不同，所述电极3包括一电极柱302和一接线夹303，所述电极柱302头部依次穿过所述通孔201、所述第二开孔501和所述第一开孔4011后夹装有所述接线夹303，所述接线夹303连接所述导线7，所述电极柱302通过一紧固环10与所述面板2固定安装，所述紧固环10可有效消除所述电极柱302安装在所述面板2上之后的晃动，通过导线7连接所述接线夹303，通过打开或夹紧所述接线夹303就可以实现导线7与所述电极柱302的连接，同时也是电极3与所述导线7的连接，更加简单且操作更加便捷。

请继续参考图6，所述电极柱302靠尾部一端设有杆件3021，所述杆件3021的形状可为圆环状，也可以为其他形状，只要在所述电极柱302按压受力时可防止所述电极柱302和面板2相对移动即可；所述杆件3021与所述电极柱302固定连接，例如焊接等，也可以为一体化设置，当电极柱302尾部受力时，所述杆件3021可与所述面板2接触，所述杆件3021可按压所述面板2带动所述弹簧6受力压缩，从而减小了所述紧固环10和所述电极柱302之间的摩擦力，有效防止了所述电极柱302和所述面板2之间的相对移动。

特别的，所述通孔201、所述第一开孔4011和所述第二开孔501的直径相同，这样电极3受力上下移动时，就不会发生横向偏移。

本发明中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：包括一固定底座、一面板和若干电极，所述固定底座包括一座本体和一固定板，所述座本体由位于下部的底板和若干竖直固设于所述底板周围的侧板组成，所述底板上方的座本体内固设有与所述底板平行设置的所述固定板，所述固定板上方的所述座本体内设有一可上下移动的所述面板，所述面板与所述固定板间均匀设有若干弹簧，每一所述侧板顶部均设有一水平且向内延伸的隔挡条，当面板不受力时，若干所述弹簧可推动所述面板至所述隔挡条底部固定，所述面板上等间距均匀设有数个通孔，所述固定板上设有数个与所述通孔在竖直方向上一一对应的第二开孔，所述底板上设有数个与所述通孔在竖直方向上一一对应的第一开孔，每一所述电极依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔并固定安装于所述面板上，所述电极一端通过导线连接一测量仪器，另一端固设有一导电软垫，所述电极包括一电极柱，所述电极柱靠尾部一端设有杆件，所述杆件可在所述电极柱尾部受力时按压所述面板压缩所述弹簧，若干所述隔挡条内侧面形成所述座本体的顶部开口，所述面板的横截面面积小于所述固定板的横截面面积，且所述面板的横截面面积大于所述座本体顶部开口的横截面面积。

2.如权利要求1所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述固定底座其中一侧板外侧面固定安装一插线板，所述插线板上均匀设有若干等间距设置的插孔，每一所述插孔的两端均向外弯曲并保持一定的弧度，所述导线穿过所述插孔一端连接所述电极，另一端连接所述测量仪器。

3.如权利要求2所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述电极包括一香蕉接头、一导电线和一电极柱，所述香蕉接头包括连接件和电接头，所述连接件内部中空，所述连接件一端安装所述电接头，另一端为开口，部分所述电极柱头部从开口伸入至所述连接件内部固定安装，所述导电线穿透所述连接件一端连接所述电接头，另一端连接所述电极柱头部，所述导线连接所述电极一端安装有电极帽，所述电极帽可与所述电接头配合安装，用于连通导线和电极。

4.如权利要求3所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述电极帽包括限位座、螺纹管、绝缘垫环、导电片和螺母，所述螺纹管竖直安装在所述限位座上侧，且所述限位座中部设有与所述螺纹管内部导通的圆孔，所述螺纹管外从下至上依次套装所述绝缘垫环、所述导电片和所述螺母，所述螺母将所述绝缘垫环和所述导电片固定于所述螺纹管外壁，所述导电片上设有连接导线的接线孔。

5.如权利要求3所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述通孔和所述第二开孔的直径相同，所述通孔和所述第二开孔的直径小于所述第一开孔的直径，所述第一开孔的直径不小于所述连接件的直径。

6.如权利要求5所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述电极柱尾部固设所述导电软垫，所述电极柱头部依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔后，通过一紧固环与所述面板固定安装，所述连接件开口一端套在所述电极柱头部并穿过所述第一开孔后与所述连接件固定安装。

7.如权利要求2所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述电极包括一电极柱和一接线夹，所述通孔、所述第一开孔和所述第二开孔的直径相同，所述电极柱头部依次穿过所述通孔、所述第二开孔和所述第一开孔后夹装有所述接线夹，所述接线夹连接所述导线，所述电极柱通过一紧固环与所述面板固定安装。

8.如权利要求7所述基于EIT无损检测技术检测水泥基平板的电极装置，其特征在于：所述紧固环与所述面板可拆卸安装。

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