CN110108767A - 测定液体标本电性参数的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测定液体标本电性参数的装置,包括底座、标本支撑座、电极罐、供电电极、观测电极以及标本筒体。所述电极罐包括第一电极罐和第二电极罐;所述第一电极罐和第二电极罐分别设置在所述底座的两端;所述第一电极罐和第二电极罐的内部分别安装有所述观测电极;所述第一电极罐和第二电极罐的外侧端分别安装有所述供电电极;所述供电电极的一端连通所述电极罐,另一端用于连接电源;所述标本筒体的一侧端连接所述第一电极罐的内侧端,另一侧端连接所述第二电极罐的内侧端;所述标本支撑座的顶部支撑所述标本筒体。本发明中底座设置有电极罐相连通标本筒体,能够测定液体标本的电阻率和极化率,能够对任意液体进行电性能参数的测定。
Description
技术领域
本发明涉及电法勘探技术领域,具体地,涉及一种测定液体标本电性参数的装置。
背景技术
电性参数的测定对标本形状具有严格的要求,需要标本具有规整的形状以方便精确测定。目前,虽然国内外测定电性参数的装置种类繁多,但绝大部分装置都用于测定土样、岩矿石标本等具有一定形态的固体物质的电阻率和极化率。而作为三大物质形态之一的液体,因其具有流动性,没有规整的形状,所以在测定其电性参数方面具有很大的困难。
传统方法是仅仅通过测定液体表观的电性参数,进而代表全部液体的电阻率和极化率。该种方法没有考虑液体内部介质电性参数的影响,也无法保证电流平行于标本轴向流过。为解决液体无规整形状以及传统测定方法中存在的问题,需要提供一种新的体标本电性参数的测试装置。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种测定液体标本电性参数的装置。本发明利用液体的流动性,将任意形态的液体标本注入筒体内,赋予固定形态,使电流平行于标本轴向流过,极大提高测定电性参数的准确性与精确性。
根据本发明提供的一种测定液体标本电性参数的装置,包括底座、标本支撑座、电极罐、供电电极、观测电极以及标本筒体;
其中,所述电极罐包括第一电极罐和第二电极罐;所述第一电极罐和第二电极罐分别设置在所述底座的两端;所述第一电极罐和第二电极罐的内部分别安装有所述观测电极;所述第一电极罐和第二电极罐的外侧端分别安装有所述供电电极;所述供电电极的一端连通所述电极罐,另一端用于连接电源;
所述标本筒体的一侧端连接所述第一电极罐的内侧端,另一侧端连接所述第二电极罐的内侧端;所述标本支撑座的顶部支撑所述标本筒体,底部设置在所述底座上。
优选地,所述底座设有滑轨,所述第一电极罐和第二电极罐限位在所述滑轨内。
优选地,所述标本支撑座包括调节螺母、旋转螺杆、支撑座底座以及托座;
所述旋转螺杆的顶端部连接支撑所述托座的底部;所述旋转螺杆与所述调节螺母螺纹连接;所述旋转螺杆的底端部顺次穿过所述调节螺母、所述支撑座底座、所述底座并通过所述调节螺母垂直固定在所述支撑座底座上;所述支撑座底座限位固定在所述滑轨内;
所述托座紧贴所述标本筒体的底端并支撑所述标本筒体;所述旋转螺杆能够通过所述调节螺母上升或下降。
优选地,所述托座为圆弧薄片型,所述托座的侧边与圆弧中垂线的夹角应在30°与45°之间。
优选地,所述第一电极罐和第二电极罐的内侧端分别开设有第一通孔和第二通孔;
所述标本筒体的一端接通所述第一通孔;所述标本筒体的另一端接通所述第二通孔。
优选地,所述标本筒体包括有进水口、排水口、第一隔离层以及第一电极电位极差消除层;
所述进水口设置在所述标本筒体的顶部;所述排水口设置在所述标本筒体的底部;两个所述第一隔离层用于封堵所述标本筒体的两侧端;每一第一隔离层上铺设有一第一电极电位极差消除层。
优选地,还包括第二隔离层和第二电极电位极差消除层;
所述第一通孔和第二通孔分别用所述第二隔离层封堵;所述第二隔离层的外侧面敷设所述第二电极电位极差消除层;两侧的第一电极电位极差消除层分别紧贴所述第二电极电位极差消除层。
优选地,所述观测电极为铜棒制成;所述供电电极为铜片制成。
优选地,对所述供电电极加载时间域或双频信号,所述标本筒体用于灌装满液体标本;所述液体标本的电阻率ρ可通过以下公式计算:式中ΔV1是所述观测电极间的若干个一次场记录数据的算术平均值,I是一次场对应的电流值,A为标本筒体的横截面面积,L为标本筒体的轴向长度。
优选地,所述液体标本的极化率通过以下公式计算:液体标本的极化率:式中ΔV2是所述观测电极间的若干个二次场记录数据的算术平均值。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明中底座设置有电极罐相连通标本筒体,能够测定液体标本的电阻率和极化率,能够对任意液体进行电性能参数的测定,满足了技术对液体标本无固定形状的苛刻要求,将任意形态的液体注入标本筒体中,赋予液体标本固定形态,便于测量;
2、本发明可使电流平行于液体标本轴向流过,极大提高测定电性参数的准确性与精确性;
3、本发明装置经济成本低,小巧轻便,易于携带,适合野外工作,及时进行取样测定,有效的解决了标本测定效率低的技术问题;
4、本发明结构简单,布局合理,易于推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明中测定液体标本电性参数的装置的结构示意图;
图2为本发明中测定液体标本电性参数的装置的剖面图;
图3为本发明中标本支撑座的剖面图;
图4为本发明中底座的俯视图;
图中;1为底座;2为标本支撑座;3为电极罐;4为供电电极;5为观测电极;6为标本筒体;7为进水口;8为排水口;9为第一电极电位极差消除层;10为第一隔离层;11为液体标本;12为电极液;13为调节螺母;14为托座;15为旋转螺杆;16为滑轨。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中,本发明提供的测定液体标本电性参数的装置,包括底座1、标本支撑座2、电极罐3、供电电极4、观测电极5以及标本筒体6;
其中,所述电极罐3包括第一电极罐和第二电极罐;所述第一电极罐和第二电极罐分别设置在所述底座1的两端;所述第一电极罐和第二电极罐的内部分别安装有所述观测电极5;所述第一电极罐和第二电极罐的外侧端分别安装有所述供电电极4;所述供电电极4的一端连通所述电极罐3,另一端用于连接电源;
所述标本筒体6的一侧端连接所述第一电极罐的内侧端,另一侧端连接所述第二电极罐的内侧端;所述标本支撑座2的顶部支撑所述标本筒体6,底部设置在所述底座1上。
在本发明中,通过底座1上设置有电极罐3相连通标本筒体6,能够测定液体标本11的电阻率和极化率,能够对任意液体进行电性能参数的测定,满足了技术对液体标本11无固定形状的苛刻要求,将任意形态的液体注入标本筒体6中,赋予液体标本11固定形态,便于测量。
在本发明一实施例中,所述第一电极罐和所述第二电极罐充满饱和硫酸铜溶液;所述第一电极罐和所述第二电极罐的上表面设置有预留口,以便于硫酸铜溶液的注入。通过喇叭状的进水口7向所述标本筒体6内注入待测液体标本11,硫酸铜溶液和待测液体标本11需注满,且无气泡等杂质,如果有气泡,可用橡胶气囊将其吹出。
在本发明一实施例中,所述底座1设有滑轨16,所述第一电极罐和第二电极罐限位在所述滑轨16内,以保证第一电极罐、第二电极罐的稳定性。
所述滑轨16的设置,便于电极罐3的固定,同时也有利于所述标本支撑座2的平衡滑移。此外,所述底座1具有较高强度,除了承载两个装满电极液的电极罐3的质量,还可承载装满液体标本11的标本筒体6及标本支撑座2的质量。两个标本支撑座2放在两个电极罐3之间,且关于筒体6中心对称放置。
所述底座1由绝缘性能良好的材料制作,其底面外围尺寸为12cm×24cm,高2cm,在距离外围各1cm处设有深为0.5cm的所述滑轨16,以方便电极罐的固定。所述滑轨16的中部留有一0.5cm×4cm×12cm的空白体,可节约材料,同时也能够使所述标本支撑座2的平衡滑移。所述标本支撑座2由四个正方体立柱支撑,其棱长为1cm。
在本发明一实施例中,所述标本支撑座2包括调节螺母13、旋转螺杆15、支撑座底座以及托座14;所述旋转螺杆15的顶端部连接支撑所述托座14的底部;所述旋转螺杆15与所述调节螺母13螺纹连接;所述旋转螺杆15的底端部顺次穿过所述调节螺母13、所述支撑座底座、所述底座1并通过所述调节螺母13垂直固定在所述支撑座底座上;所述支撑座底座限位固定在所述滑轨16内;
所述托座14紧贴所述标本筒体6的底端并支撑所述标本筒体6;所述托座14为圆弧薄片型。
本发明通过所述调节螺母13调节所述旋转螺杆15上升或下降,以此满足液体标本界面中心与观测电极测量区域中心相重合。所述托座14的侧边与圆弧中垂线的夹角应在30°与45°之间,能够防止注入待测液体标本11时,硬质薄壳标本筒体6发生转动。此外,所述标本支撑座2根据所述标本筒体6中心对称放置,防止所述标本筒体6注入所述液体标本11时左右倾覆。
在本发明一实施例中,所述第一电极罐和第二电极罐的内侧端分别开设有第一通孔和第二通孔;所述标本筒体6的一端接通所述第一通孔;所述标本筒体6的另一端接通所述第二通孔。
所述标本筒体6包括有进水口7、排水口8、第一隔离层10以及第一电极电位极差消除层9;
所述进水口7设置在所述标本筒体6的顶部;所述进水口7为喇叭状;所述排水口8设置在所述标本筒体6的底部;所述进水口7与所述排水口8的口径均为1cm。两个所述第一隔离层10用于封堵所述标本筒体6的两侧端;每一第一隔离层10上铺设有一第一电极电位极差消除层9。
所述标本筒体6的尺寸为 表示直径,壁厚2mm至5mm之间;所述标本筒体6的壳体为硬质薄壳塑料制成,具有抗腐蚀性;所述进水口7与所述排水口8的口径均为1cm;
所述电极罐3为机玻璃制成,其尺寸为6cm×10cm×10cm,壁厚3mm至5mm间。
在本发明一实施例中,本发明提供的测定液体标本电性参数的装置,还包括第二隔离层和第二电极电位极差消除层;
所述第一通孔和第二通孔分别用所述第二隔离层封堵;所述第二隔离层的外侧面敷设所述第二电极电位极差消除层;两侧的第一电极电位极差消除层9分别紧贴所述第二电极电位极差消除层。
所述第二隔离层和所述第二电极电位极差消除层的结合设置可消除观测电极直接接触标本时带来的不稳定的电极电位极差的干扰。
在本发明一实施例中,第一隔离层、第二隔离层采用石膏隔离层,所述第一电极电位极差消除层、所述第二电极电位极差消除层采用棉布制成。
所述观测电极5为铜棒制成;所述供电电极4为铜片制成。
所述液体标本11需注满整个所述标本筒体6,保证电流平行于所述液体标本11轴向流过。
所述液体标本11通过所述标本筒体6左右两侧的所述第一电极电位极差消除层与电极罐3外端的所述第二电极电位极差消除层导通。
当使用本发明提供的一种测定液体标本电性参数的装置时,对所述供电电极4加载时间域或双频信号时,通过观测两个观测电极之间的电位差与流经的电流值,即可依据固定公式计算液体标本的电阻率和极化率;即所述标本筒体6灌装满液体标本11,所述液体标本11的电阻率ρ可通过以下公式计算:式中ΔV1是所述观测电极5间的若干个一次场记录数据的算术平均值,I是一次场对应的电流值,A为标本筒体6的横截面面积,L为标本筒体6的轴向长度。
所述液体标本11的极化率通过以下公式计算:液体标本11的极化率: 式中ΔV2是所述观测电极5间的若干个二次场记录数据的算术平均值。
在整个测定过程需控制在一定时间范围内,否则应及时补充待测液体及电极液。当测量工作结束,通过阀门8将液体标本11排出。底座1、支撑座2及筒体6用清水冲洗后放置、保存。
在本实施例中,本发明中底座上设置有电极罐相连通标本筒体,能够测定液体标本的电阻率和极化率,能够对任意液体进行电性能参数的测定,满足了技术对液体标本无固定形状的苛刻要求,将任意形态的液体注入标本筒体中,赋予液体标本固定形态,便于测量;本发明可使电流平行于液体标本轴向流过,极大提高测定电性参数的准确性与精确性;本发明装置经济成本低,小巧轻便,易于携带,适合野外工作,及时进行取样测定,有效的解决了标本测定效率低的技术问题。本发明结构简单,布局合理,易于推广。本发明能够测定液体标本的电阻率和极化率,从而可对任意液体进行电性参数的测定,本发明创新了电法勘探技术在测定液体电性参数方面的应用,在液体监测、检测方面具有广阔的应用前景。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,包括底座(1)、标本支撑座(2)、电极罐(3)、供电电极(4)、观测电极(5)以及标本筒体(6);
其中,所述电极罐(3)包括第一电极罐和第二电极罐;所述第一电极罐和第二电极罐分别设置在所述底座(1)的两端;所述第一电极罐和第二电极罐的内部分别安装有所述观测电极(5);所述第一电极罐和第二电极罐的外侧端分别安装有所述供电电极(4);所述供电电极(4)的一端连通所述电极罐(3),另一端用于连接电源;
所述标本筒体(6)的一侧端连接所述第一电极罐的内侧端,另一侧端连接所述第二电极罐的内侧端;所述标本支撑座(2)的顶部支撑所述标本筒体(6),底部设置在所述底座(1)上。
2.根据权利要求1所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述底座(1)设有滑轨(16),所述第一电极罐和第二电极罐限位在所述滑轨(16)内。
3.根据权利要求2所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述标本支撑座(2)包括调节螺母(13)、旋转螺杆(15)、支撑座底座以及托座(14);
所述旋转螺杆(15)的顶端部连接支撑所述托座(14)的底部;所述旋转螺杆(15)与所述调节螺母(13)螺纹连接;所述旋转螺杆(15)的底端部顺次穿过所述调节螺母(13)、所述支撑座底座、所述底座(1)并通过所述调节螺母(13)垂直固定在所述支撑座底座上;所述支撑座底座限位固定在所述滑轨(16)内;
所述托座(14)紧贴所述标本筒体(6)的底端并支撑所述标本筒体(6);所述旋转螺杆(15)能够通过所述调节螺母(13)上升或下降。
4.根据权利要求3所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述托座(14)为圆弧薄片型。
5.根据权利要求1所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述第一电极罐和第二电极罐的内侧端分别开设有第一通孔和第二通孔;
所述标本筒体(6)的一端接通所述第一通孔;所述标本筒体(6)的另一端接通所述第二通孔。
6.根据权利要求1所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述标本筒体(6)包括有进水口(7)、排水口(8)、第一隔离层(10)以及第一电极电位极差消除层(9);
所述进水口(7)设置在所述标本筒体(6)的顶部;所述排水口(8)设置在所述标本筒体(6)的底部;两个所述第一隔离层(10)用于封堵所述标本筒体(6)的两侧端;每一第一隔离层(10)上铺设有一第一电极电位极差消除层(9)。
7.根据权利要求5所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,还包括第二隔离层和第二电极电位极差消除层;
所述第一通孔和第二通孔分别用所述第二隔离层封堵;所述第二隔离层的外侧面敷设所述第二电极电位极差消除层;两侧的第一电极电位极差消除层(9)分别紧贴所述第二电极电位极差消除层。
8.根据权利要求1所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述观测电极(5)为铜棒制成;所述供电电极(4)为铜片制成。
9.根据权利要求1所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,对所述供电电极(4)加载时间域或双频信号,所述标本筒体(6)用于灌装满液体标本(11);所述液体标本(11)的电阻率ρ可通过以下公式计算:式中ΔV1是所述观测电极(5)间的若干个一次场记录数据的算术平均值,I是一次场对应的电流值,A为标本筒体(6)的横截面面积,L为标本筒体(6)的轴向长度。
10.根据权利要求8所述的测定液体标本电性参数的装置,其特征在于,所述液体标本(11)的极化率通过以下公式计算:液体标本(11)的极化率:式中ΔV2是所述观测电极(5)间的若干个二次场记录数据的算术平均值。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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