CN111983694A - 移动式高密度电法接地装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式高密度电法接地装置及使用方法，该装置属于地球物理探测设备领域，适用于在平直路面上的高密度电法探测工作，本发明将传统高密度电法所使用的钢钎和软质导线替换为可导电滚轮及刚性的导电体，使设备具有快速移动，整体搬运的能力，扩展设备使用范围，使其具有在钢钎无法打入的硬质路面上测量的能力；本发明具有操作简便，组装简单，携带方便的特点，不仅能够在普通的土质区域使用，也可以在混凝土路面等接地电阻较大，电极难以打入的区域中使用，具有广泛应用前景。本发明提高高密度电法的测量速度，降低测量人员工作量，扩展高密度电法适用范围。

Description

移动式高密度电法接地装置及使用方法

技术领域

本发明涉及高密度电法的探测技术领域，尤其涉及一种移动式高密度电法接地装置及使用方法。

背景技术

高密度电阻率法(multi-electrode resistivity method)是一种阵列勘探方法，它以岩、土导电性的差异为基础，研究人工施加稳定电流场的作用下地中传导电流分布规律。野外测量时只需将全部电极(几十至上百根)置于观测剖面的各测点上，然后利用程控电极转换装置和微机工程电测仪便可实现数据的快速和自动采集。

目前市场上出现的高密度电法探测设备主要由线缆，电极，主机构成，在混凝土等接地电阻高，电极无法打入的区域内使用时还需要配合泥土，导电膏等增强接地性能的装置使用，这些因素使得现有设备及方法在高密度电法的探测中十分不便，极大的降低了测量精度和数据的有效率，并且导电膏等物质会对环境造成破坏。

目前在工作中使用的探测方法是每条测线都需要组装一次仪器，在大深度的探测中，一条测线可能需要使用数百个电极，布设数百米的线缆，这极大地增加了工作人员的劳动强度。当测定完成后需要将设备完全拆除，再移至下一条测线，该测量方法十分不便。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种移动式高密度电法接地装置及使用方法，提高高密度电法工作效率，增加高密度电法适用范围，解决高密度电法使用起来工作量过大的问题，解决高密度电法无法在硬质路面上使用的问题。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

一种移动式高密度电法接地装置，包括主机及若干个测量单元、若干个连接构件；每个测量单元含有一根导线管、两根加固管以及测量装置，所述导线管与两根加固管之间固定连接，形成三角稳定结构，所述测量装置固定在加固管上；所述测量装置包括轴杆，轴承，导电滑环，所述轴杆通过轴承与加固管连接；所述导电滑环串联在轴杆上，并连接若干铜片，每个铜片的端部连接若干铜丝，铜丝用海绵包裹，土工布包覆于海绵表面；每个测量单元的导线管之间通过连接构件顺序连接，加固管之间也通过连接构件顺序连接；导线管的一端连接主机，主机连接电源；所述主机为高密度电法测量仪。在实际测量中，将测量单元按顺序连接，形成一条测线，此条测线具有轻量，强度大的特点，满足操作人员手持加固管直接搬运的要求，也满足操作人员拖动测线移动的要求。

进一步的，所述连接构件是一种高强度接头，包括第一连接头和第二连接头，第一连接头和第二连接头分别安装在每个测量单元的加固管及导线管的两端；所述第一连接头包括线缆、线缆接口、第一连接器、限位块，其中第一连接器和限位块串接在线缆上，所述线缆接口安装于线缆端部，所述限位块固定于与线缆接口同一端的线缆上，所述第一连接器内侧设有螺纹；所述第二连接头包括线缆、线缆接口、第二连接器，其中第二连接器串接在线缆上，所述线缆接口安装于线缆端部，所述第二连接器外侧设有螺纹；所述第一连接头和第二连接头的线缆接口相连接，第一连接器和第二连接器通过限位块迫紧式螺纹连接。

本发明还提供了一种根据所述接地装置实现的一种全新的移动式高密度电法的测量方法，包括以下步骤：

第一步：根据探测深度确定测量单元的数量，组装所述接地装置，将其安置于测线起始端，连接主机、电源、测量单元，其中测量单元的长度是探测深度的n倍；

第二步：在每个测量装置上浇高浓度盐水，检查接地电阻，若接地电阻大于阈值，在测量单元与地面之间填充导电膏降低电阻，通电开始测量；

第三步：从起始点开始测量高密度电法数据，在每完成一次测量后，将所述接地装置沿测线向前移动一定间距，每移动一次，测量一组数据，移动间距根据测量的精度要求确定，形成一条完整的探测剖面；

第四步：当完成整条测线的测量后，整体装置移动至下一条测线，重复步骤二和步骤三，当完成全部测量后拆除所述接地装置，整理收回。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明所述接地装置可以整测线的移动或者拖动，免去了每测一条测线都需要拆除装置重新安放的麻烦。测量深度及范围能够随着测量单元数目的增减而增减，满足不同测量范围，不同测量深度的探测要求。本发明装置能够移动，因此可以减少勘探阵列中所需电极(测量装置)的数量，通过移动整个测量单元阵列及仪器，覆盖更长的测量范围。本发明测点单元内的测量装置的铜丝用土工布及海绵包裹，能够有效解决在混凝土等路面上，接地电阻过大的问题。本发明所述接头能够满足反复拆装、搬运、拖动的强度要求，并且具有相当的刚性。

附图说明

图1是测量方式示意图；

图2是单次测量的数据；

图3是测量单元示意图；

图4是测量单元侧视图；

图5是测量单元主视图；

图6是测量装置示意图；

图7是测量装置侧视图；

图8是连接构件主视图；

图9是连接构件示意图；

其中，1-导线管，2-测量装置，3-加固管，4-导电滑环，5-轴杆，6-轴承，7-铜片，8-铜丝，9-土工布包裹海绵，10-线缆，11-螺纹，12-线缆接口，13-限位块，14-第一连接器。15-第二连接器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种移动式高密度电法接地装置，包括主机及若干个测量单元、若干个连接构件；如图3-图5所示，每个测量单元含有一根导线管1、两根加固管3以及测量装置2，所述导线管1与两根加固管3之间固定连接，形成三角稳定结构，所述测量装置2固定在加固管3上；如图6和图7所示，所述测量装置2包括轴杆5，轴承6，导电滑环4，所述轴杆5通过轴承6与加固管3连接；所述导电滑环4串联在轴杆5上，并连接若干铜片7，每个铜片7的端部连接若干铜丝8，铜丝8用海绵包裹，土工布包覆于海绵表面，参见图6中的土工布包裹海绵9；每个测量单元的导线管1之间通过连接构件顺序连接，加固管3之间也通过连接构件顺序连接；导线管1的一端连接主机，主机连接电源；所述主机为高密度电法测量仪。在实际测量中，如图1所示，将测量单元按顺序连接，形成一条测线，此条测线具有轻量，强度大的特点，满足操作人员手持加固管3直接搬运的要求，也满足操作人员拖动测线移动的要求。本实施例中，每个测量装置2的周长为20cm，能够满足绝大多数测量的要求，在已知测量装置2的周长的情况下可以摆脱皮尺，直接使用测量装置2周长进行测距。

所述连接构件是一种高强度接头，如图8和图9所示，包括第一连接头和第二连接头，第一连接头和第二连接头分别安装在每个测量单元的加固管3及导线管1的两端；所述第一连接头包括线缆10、线缆接口12、第一连接器14、限位块13，其中第一连接器14和限位块13串接在线缆10上，所述线缆接口12安装于线缆10端部，所述限位块13固定于与线缆接口12同一端的线缆10上，所述第一连接器14内侧设有螺纹11；所述第二连接头包括线缆10、线缆接口12、第二连接器15，其中第二连接器15串接在线缆10上，所述线缆接口12安装于线缆10端部，所述第二连接器15外侧设有螺纹11；在实际使用中，所述第一连接头和第二连接头的线缆接口12相连接，第一连接器14的内侧螺纹11和第二连接器15的外侧螺纹11连接，施加扭力，限位块13与第一连接器14、第二连接器15之间迫紧，两段测量单元形成刚性连接。

根据所述接地装置实现的一种移动式高密度电法的测量方法，包括以下步骤：

第一步：根据探测深度确定所需要的测量单元的数量，组装所述接地装置，将其安置于测线起始端，连接主机、电源、测量单元，可以将主机、电源、测量单元放在推车上，随测线移动而移动；其中测量单元的长度是探测深度的3-4倍；电源连接到高密度电法测量仪上，通过高密度电法测量仪给若干个测量单元构成的测量阵列供电，测量阵列向地下供电；

第二步：在每个测量装置2上浇高浓度盐水，检查接地电阻，若接地电阻大于阈值，在测量单元与地面之间填充导电膏降低电阻，通电开始测量；

第三步：从起始点开始测量第一组高密度电法数据，单次测量的数据如图2所示，在每完成一次测量后，将所述接地装置沿测线向前移动一定间距，每移动一次，测量一组数据，移动间距根据测量的精度要求确定，形成一条完整的探测剖面，如图1所示；条件允许的话，这条剖面的长度可以无限长并且相对传统的高密度测量方式，工作量大大降低，测量精度显著提高；

第四步：当完成整条测线的测量后，整体装置移动至下一条测线，重复步骤二和步骤三，当完成全部测量后拆除所述接地装置，整理收回。

本发明的高密度电法测量原理是：测量阵列向地下供电，主机测量相应区域的视电阻率，每一次测量都会形成一个倒三角形的视电阻率数据阵列，如图1和图2所示。视电阻率经过数据处理可以形成地下的电阻率剖面，依据电阻率剖面判断地下物体。通常的测量设备是由软质导线和铜质的电极组成，电极需要打入地下，因此，在每完成一个数据阵列的测量后无法整体移动设备，只能拆开设备搬运后再组装，本发明中导线置于刚性的导线管中并且具有滚轮状的测量装置2，在每完成一次测量后，可以直接拖动设备移动或者直接搬运设备，提高工作效率。

本实施例在实际使用中，包括如下注意事项：(1)测量装置2在每次测量前需要充分浇水，必须使用高浓度的盐水；(2)路面必须保证平直，不能有过大起伏；(3)搬运设备组时，应至少有三人同时协作，避免设备组受力不均发生断裂；(4)主机应和设备组同时移动，防止接口断裂；(5)所加电源必须使用直流电。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种移动式高密度电法接地装置，其特征在于：该装置包括主机及若干个测量单元、若干个连接构件；每个测量单元含有一根导线管、两根加固管以及测量装置，所述导线管与两根加固管之间固定连接，形成三角稳定结构，所述测量装置固定在加固管上；所述测量装置包括轴杆，轴承，导电滑环，所述轴杆通过轴承与加固管连接；所述导电滑环串联在轴杆上，并连接若干铜片，每个铜片的端部连接若干铜丝，铜丝用海绵包裹，土工布包覆于海绵表面；每个测量单元的导线管之间通过连接构件顺序连接，加固管之间也通过连接构件顺序连接；导线管的一端连接主机，主机连接电源；所述主机为高密度电法测量仪。

2.根据权利要求1所述的一种移动式高密度电法接地装置，其特征在于：所述连接构件包括第一连接头和第二连接头，第一连接头和第二连接头分别安装在每个测量单元的加固管及导线管的两端；所述第一连接头包括线缆、线缆接口、第一连接器、限位块，其中第一连接器和限位块串接在线缆上，所述线缆接口安装于线缆端部，所述限位块固定于与线缆接口同一端的线缆上，所述第一连接器内侧设有螺纹；所述第二连接头包括线缆、线缆接口、第二连接器，其中第二连接器串接在线缆上，所述线缆接口安装于线缆端部，所述第二连接器外侧设有螺纹；所述第一连接头和第二连接头的线缆接口相连接，第一连接器和第二连接器通过限位块迫紧式螺纹连接。

3.基于权利要求1或2所述的接地装置实现的一种移动式高密度电法的测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

第一步：根据探测深度确定测量单元的数量，组装所述接地装置，将其安置于测线起始端，连接主机、电源、测量单元，其中测量单元的长度是探测深度的n倍；

第二步：在每个测量装置上浇高浓度盐水，检查接地电阻，若接地电阻大于阈值，在测量单元与地面之间填充导电膏降低电阻，通电开始测量；

第三步：从起始点开始测量高密度电法数据，在每完成一次测量后，将所述接地装置沿测线向前移动一定间距，每移动一次，测量一组数据，形成一条完整的探测剖面；

第四步：当完成整条测线的测量后，整体装置移动至下一条测线，重复步骤二和步骤三，当完成全部测量后拆除所述接地装置，整理收回。

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