CN207096471U - 一种不极化电极装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种不极化电极装置，该不极化电极装置包括金属电极、含与所述金属电极相同的金属元素的金属盐晶体、吸水体和布袋。布袋包裹所述金属电极、所述金属盐晶体和所述吸水体；所述金属盐晶体填充于所述金属电极下端周围，所述金属电极的上端伸出所述布袋上部开口。本实用新型的不极化电极装置，能够适应高铁混凝土板等检测时混凝土板等高接地电阻条件，且不仅适用于高铁混凝土板检测，同样适用于其他具有类似结构的隧道的隧底检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及地球物理电法勘探中探测地电场时用于接收直流电信号的装置，特别涉及一种不极化电极装置。
背景技术
不极化电极(non-polarizing electrode)，俗称极罐。是电法勘探中用来接收电信号的装置，是—种特制的测量电位差用的探头。
目前的现有技术中，通常用的是将紫铜棒放在盛有饱和硫酸铜溶液的素烧瓷罐(即底部不涂釉的瓷罐)中，铜棒是通过由素烧瓷罐渗透的硫酸铜溶液的离子来导电的。当瓷罐置于地表土壤中时，硫酸铜溶液内的铜离子可通过瓷罐底部的细孔进入土壤，使铜棒与土壤之间形成电的通路，由于铜棒浸在同样金属离子饱和溶液中，并不与土壤接触，因此在土壤和电极之间不会产生极化作用，避免了电极极化和电极间产生的极差对测量的影响。这样的接地条件，可使电极的极化电位差减小到1 毫伏以内，故称为不极化电极。
但现有的这种瓷罐不极化电极，容易受高接地电阻影响，且为了尽可能增大接地电阻，其使用条件是需埋入土中，不适宜高铁混凝土板检测。
实用新型内容
为解决或缓解上述问题，本实用新型提供了一种不极化电极装置，该不极化电极装置包括金属电极、含与所述金属电极相同的金属元素的金属盐晶体、吸水体以及布袋。所述布袋包裹所述金属电极、所述金属盐晶体和所述吸水体。所述金属盐晶体填充于所述金属电极下端周围，所述金属电极的上端伸出所述布袋上部开口。
可选地，所述金属电极为铜电极；所述金属盐晶体为硫酸铜晶体。
可选地，所述金属电极为银电极；所述金属盐晶体为硝酸银晶体。
优选地，所述装置还包括布袋口收缩部件，用于收缩布袋口。
优选地，所述布袋口收缩部件为束口绳或束口夹。
优选地，所述吸水体为脱脂棉纱、脱脂棉球或脱脂海绵。
优选地，所述铜电极为紫铜裸线。
优选地，所述布袋浸泡在纯净水中。
优选地，所述金属电极下端弯曲。
根据本实用新型公开的内容，可获得的有益效果至少在于：
本实用新型中的不极化电极装置不受高接地电阻影响，无需埋入土中，且易于提高自身的接地面积，提高数据采集精度，数据稳定性好，能满足高铁混凝土检测条件下对电极的需求。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1为本实用新型中不极化电极装置的一优选实施方式的结构示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。
如图1所示，在本实用新型中的不极化电极装置主要包括金属电极 1、含与金属电极相同的金属元素的的金属盐晶体2、用于吸取水溶液并保持水溶液的吸水体、布袋3和布袋口收缩部件4。布袋3包裹金属电极1、金属盐晶体2和吸水体。金属盐晶体2填充于金属电极1下端周围，金属电极0的上端伸出布袋3上部开口。
在本实用新型一实施方式中，金属电极可以为1为铜电极，金属盐晶体2可以为硫酸铜晶体，铜电极优选采用紫铜材质的绕股裸铜线。在其他实施方式中，金属电极1也可以为银电极，金属盐晶体2为硝酸银晶体。吸水体例如为脱脂棉纱、脱脂棉球或脱脂海绵等，但并不限于此。布袋口收缩部件4，用于收缩布袋口，作为示例，布袋口收缩部件可为束口绳(如图1中所示的束口拉绳)或束口夹，但并不限于此。
下面以铜电极和硫酸铜晶体为例，解释说明该不极化电极装置。布袋3包裹铜电极1、硫酸铜晶体2和吸水体；硫酸铜晶体2可填充于铜电极1下端周围，铜电极1的上端可伸出布袋3上部开口，可通过引线与电测仪器相连。本实用新型一实施例中，布袋3为纯棉的束口棉材质布袋，布袋3的开口处设有束口拉绳4，可将布袋3封口。
铜电极1周边填充有硫酸铜晶体2，若将布袋3浸泡在纯净水中，硫酸铜晶体2溶解于纯净水可使得布袋充填硫酸铜饱和溶液，布袋3内的吸水体(如脱脂棉纱)可吸收并赋存硫酸铜饱和溶液，保障电极周边为硫酸铜饱和溶液，并扩大测量电极的接地面积。本实用新型中，可控制布袋3中填充的硫酸铜晶体2的量或浸泡时所用的水的量，从而保证在受到纯净水浸泡时，电极周边形成硫酸铜饱和溶液。
该不极化电极装置采用电子物理学的方法原理，可为Cu-CuSO4不极化电极，铜电极1的周围为饱和硫酸铜溶液，由于电极表面存在导电的硫酸根负离子和铜的正离子，导电离子层在与被测量物体接触后会产生极化电位，存在于铜电极1周边的导电离子以相互接触的导电方式产生放电作用，使得金属电极1与被测量物体之间产生的极化电位被放电效应消除，达到金属电极保持不极化目的。
在使用时，如上所述的不极化电极装置可通过将包裹有铜电极、硫酸铜晶体和吸水体的布袋浸泡在纯净水中而由硫酸铜晶体、吸水体(如脱脂棉)和纯净水配制成电解质，由此在电极周边形成硫酸铜饱和溶液。使用时，将已浸泡的布袋放置在高铁混凝土板待测位置上并接入勘探仪器，硫酸铜溶液内的铜离子可通过布袋电极的底部的细孔进入高铁混凝土板，使铜电极与高铁混凝土板间形成电的通路。
本实用新型的不极化电极装置不受高接地电阻影响，无需埋入土中，且易于提高自身的接地面积，提高数据采集精度，数据稳定性好，能满足高铁混凝土检测条件下对电极的需求。
该不极化电极装置不仅适用于高铁混凝土板检测、隧道的混凝土板隧底检测和裸露基岩地面检测，同样适用于其他具有类似结构的隧道的隧底检测。
在本实用新型中的一优选实施方式中，以用于高铁混凝土板检测为例。铜电极1为紫铜材质的绕股裸铜线，裸铜线采用一条弯曲成团状，长度约0.5m，重50g左右，裸铜线作为反应阳极。布袋3里面填充脱脂棉纱及硫酸铜晶体，在受到纯净水浸泡时，铜电极1周边的硫酸铜溶液成为电流传导的电解质介质3，硫酸铜溶液内的铜离子可通过布袋3电极的底部的细孔进入于高铁混凝土板，使铜电极1与高铁混凝土板间形成电的通路；由于铜电极1浸在同样金属离子饱和溶液中，并不与待测物体接触，因此在铜电极1和待测物体之间不会产生极化作用。避免了电极极化和电极间产生的极差对测量的影响。由此组成的不极化电极装置，能够适应高铁检测时混凝土板等高接地电阻条件，本实用新型的装置和方法不仅适用于高铁混凝土板检测，同样适用于其他具有类似结构的隧道的隧底检测，还可用于裸露基岩地面探测，诸如岩溶探测。
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达到目的易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
本实用新型的用于高铁混凝土板检测的不极化电极作为一个传感器，通过联线接入勘探仪器即可进行直流电信号的探测，本实用新型的不极化电极使用方法包括以下步骤：
首先，将所需一对或多个不极化电极装置放于塑料桶内，桶内放入纯净水，铜电极周边填充的硫酸铜晶体，在纯净水浸泡下，电极周边为硫酸铜饱和溶液。
其次，将已浸泡的不极化电极装置(每个不极化电极装置作为一个传感器)放置在高铁混凝土板待测位置上，接入勘探仪器即可使用。
使用时，硫酸铜溶液内的铜离子可通过布袋电极的底部的细孔进入高铁混凝土板，使铜电极与高铁混凝土板间形成电的通路，测量时，由于作为测量电极的2个不极化电极中，2个铜电极与硫酸铜之间产生的电极电位是基本相等的，因此它们之间产生的极化电位差接近于零(小于 2mv)。
不极化电极装置接地电阻大小可通过改变布袋的大小而改变。
如上结构的不极化电极装置，能够适应高铁检测时混凝土板等高接地电阻影响，不仅适用于高铁混凝土板检测，同样适用于其他具有类似结构的隧道的隧底检测，还可用于裸露基岩地面探测，诸如岩溶探测。
根据本实用新型公开的内容，可获得的有益效果至少在于：
(1)本实用新型在埋设前无需对电极进行保养和测试，可以直接安放于待检测位置上，方法简单方便，劳动强度低。
(2)不受高接地电阻影响，无需埋入土中，能够提高自身的接地面积，提高数据采集精度，数据稳定性好，能满足高铁混凝土检测条件下对电极需求的不极化电极。
结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
Claims (9)
1.一种不极化电极装置，其特征在于，该不极化电极装置包括：
金属电极；
含与所述金属电极相同的金属元素的金属盐晶体；
吸水体；
包裹所述金属电极、所述金属盐晶体和所述吸水体的布袋；
所述金属盐晶体填充于所述金属电极下端周围，所述金属电极的上端伸出所述布袋上部开口。
2.根据权利要求1所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述金属电极为铜电极；
所述金属盐晶体为硫酸铜晶体。
3.根据权利要求1所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述金属电极为银电极；
所述金属盐晶体为硝酸银晶体。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的不极化电极装置，其特征在于，所述装置还包括：
布袋口收缩部件，用于收缩布袋口。
5.根据权利要求4所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述布袋口收缩部件为束口绳或束口夹。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述吸水体为脱脂棉纱、脱脂棉球或脱脂海绵。
7.根据权利要求2所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述铜电极为紫铜裸线。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的不极化电极装置，其特征在于，
所述布袋浸泡在纯净水中。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的不极化电极装置，其特征在于：
所述金属电极下端弯曲。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720908417.7U CN207096471U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种不极化电极装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201720908417.7U CN207096471U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种不极化电极装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN207096471U true CN207096471U (zh) | 2018-03-13 |
Family
ID=61546032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720908417.7U Active CN207096471U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种不极化电极装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN207096471U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701876C1 (ru) * | 2018-09-12 | 2019-10-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке (НС РАН) | Стабилизация влагонасыщенности неполяризующихся электродов |
| CN113031082A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-06-25 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 盾构施工隧道使用的激电测深法超前预报系统及方法 |
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2017
- 2017-07-25 CN CN201720908417.7U patent/CN207096471U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
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