CN208171911U - 电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种结构设计新颖、简单、使用方便的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，它包括箱体，箱体内盛装有盐水；箱体的顶部设有一支撑板，支撑板上开设有四个通孔，四个通孔内分别设有一橡胶塞，还包括四个电极，四个电极分别活动贯穿四个通孔内的橡胶塞，四个电极的下端分别位于盐水的液面以下，四个电极分别为第一电极、第二电极、第三电极、第四电极；还包括直流电源、电流表、开关，其中，裸露于外部的第一电极的端部、直流电源、电流表、开关、裸露于外部的第四电极的端部依次串联连接；还包括电压表，该电压表连接于裸露于外部的第二电极端部和第三电极端部之间；优选的，所述四个电极的材质相同，为铁棒、铝棒或铜棒。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置。
背景技术
电阻率简介
电阻率是表征物质导电能力的物理量，与物体的大小，形状没有关系。在实验室中，测量物质电阻率的常用方法就是在形状规则(一般为正立方体或者圆柱体)的物体两端施加电压ΔU并测量通过物质的电流I，从而可以获取该物体的电阻值，将电阻值乘以一个可以消除物体大小形状影响的电极系系数K，就可以获得该种物质的电阻率，电阻率的计算如下式：
其中：S为物体的横截面积，L为物体的长度。
电极系系数简介
在地球物理勘探中，经常通过对目标地质体电阻率的测量来完成对其大小，形状、矿物种类、含量等多方面性质的判断。其中，经常用到的一种方法就是电阻率剖面法。电阻率剖面法是指A、M、N、B电极距保持不变，同时沿—定剖面方向逐点观测视电阻率(ρs)，研究剖面方向地下一定深度的岩、矿石电阻率变化的一组方法(如图1所示)。
电极系系数理论计算公式如下：
如公式所示，电极系系数K是一个仅仅与各电极之间的距离相关的数值，当电阻率测量装置形式和极距确定，K值便可以通过程序进行计算。
电极系系数的影响因素
各电阻率剖面法仪器生产厂家所采用的电极材质、尺寸有较大差距，且在实际使用过程中插入地层的深度各不相同，甚至会采用不同的供电方式以及存在使用时受人为因素和环境因素等导致电极未完全插入地层等情况，由上述这些均可能会导致电极系系数与理想电极系系数存在差异。
因此有必要探究电极材质、尺寸、供电方式、进入地层深度等因素对电极系系数的影响，从而加深从业者对电极系系数的理解对仪器的制作、使用时所应避免的误操作加深印象。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、简单、使用方便的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：
设计一种电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，它包括一上端开口的箱体，箱体内盛装有盐水；所述箱体的顶部设有一支撑板，所述支撑板上开设有四个通孔，四个通孔内分别设有一橡胶塞，还包括四个电极，四个电极分别活动贯穿四个通孔内的橡胶塞，四个电极的下端分别位于盐水的液面以下，四个电极分别为第一电极、第二电极、第三电极、第四电极；
优选的，还包括直流电源、电流表、开关，其中，裸露于外部的第一电极的端部、直流电源、电流表、开关、裸露于外部的第四电极的端部依次串联连接；
优选的，还包括电压表，该电压表连接于裸露于外部的第二电极端部和第三电极端部之间；
优选的，所述四个电极的材质相同，为铁棒、铝棒或铜棒。
优选的，当所述四个电极均为铁棒、铝棒或铜棒时，各电极的尺寸均为直径3mm，长度20cm。
优选的，当所述四个电极均铜棒时，各电极的尺寸均为直径1cm，长度20cm。
优选的，所述支撑板上的四个通孔等间距设置。
优选的，所述支撑板的两端分别设有向下延伸的固定耳，当所述支撑板位于箱体顶部时，两个固定耳分别位于箱体的两侧。
优选的，所述固定耳通过固定螺栓与箱体顶部侧壁固定。
优选的，所述箱体由亚克力板制成并为透明状。
优选的，所述箱体的四个侧壁中的至少一个侧壁上由上至下设有刻度线。
本实用新型的有益效果在于：
本装置在使用中具有如下优点：
(1)可让使用者加深对电极系系数和理想电极系系数的理解，并由此可在仪器出厂时，应对仪器电极系系数进行准确刻度；
(2)可将电极材料、尺寸、进入地层深度及供电方式等的影响量化；
(3)装置简单，易于操作，现象直观。
附图说明
图1为电阻率剖面法模型；
图2为本实用新型的主要结构示意图；
图3为本实用新型中的支撑板平面状态主要结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
实施例1：一种电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，参见图2，图3。
它包括一上端开口的箱体1，箱体1内盛装有2％的盐水2；所述箱体的顶部设有一支撑板3，所述支撑板3上开设有四个通孔11，四个通孔11内分别设有一橡胶塞4，还包括四个电极，四个电极分别活动贯穿四个通孔内的橡胶塞4，四个电极的下端分别位于盐水2的液面以下，四个电极分别为第一电极7、第二电极8、第三电极9、第四电极10。
还包括直流电源、电流表、开关，其中，裸露于外部的第一电极7的端部、直流电源、电流表、开关、裸露于外部的第四电极10的端部依次串联连接；还包括电压表，该电压表连接于裸露于外部的第二电极端部8和第三电极9端部之间；
在测试实验时，所述四个电极的材质相同；本设计中的四个电极使用为铁棒、铝棒、铜棒，其中，尺寸均为直径3mm，长度20cm的铁棒、铝棒、铜棒电极各四根，还包括尺寸均为直径1cm，长度20cm的铜棒四根，以上共计16根电极。
进一步的，本设计中的所述支撑板3上的四个通孔等间距设置，同时，所述支撑板3的两端分别设有向下延伸的固定耳4，当所述支撑板3位于箱体顶部时，两个固定耳4分别位于箱体的两侧，且所述固定耳通过固定螺栓5与箱体1顶部侧壁固定，本设计中所述箱体由亚克力板制成并为透明状，且所述箱体的四个侧壁中的至少一个侧壁上由上至下设有刻度线。
本装置在实验时的实验步骤如下：
(1)根据公式计算出各电极(共计16根电极)的理想电极系系数K；
(2)根据槽内溶液浓度及室内温度，由公式计算出溶液电阻率；
(3)将四个铁电极插入橡胶塞，浸入液面0.5cm，闭合开关，供以直流电流，记录电压表及电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K0.5铁。
(4)将四个铝电极插入橡胶塞，浸入液面0.5cm，闭合开关，供以直流电流，记录电压表及电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K0.5铝。
(5)将四个铜电极(径3mm，长度20cm)插入橡胶塞，浸入液面0.5cm，闭合开关，供以直流电流，记录电压表及电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K0.5铜。
(6)将四个直径3mm的铜电极浸入液面5cm，闭合开关，供以直流电流，记录电压表及电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K5铜。
(7)将四个直径1cm的铜电极浸入液面5cm，闭合开关，供以直流电流，记录电压表及电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K5铜粗。
(8)将四个直径1cm的铜电极浸入液面5cm，闭合开关，供以交流电流，记录交流电压表及交流电流表数值，并结合溶液电阻率计算出此时电极系系数K5铜交。
(9)对比上述K、K0.5铁、K0.5铝、K0.5铜、K5铜、K5铜粗、K5铜交等数据，得出相应条件变化时电极系系数的变化。
实验预期：
上述数值之间皆会存在或多或少的差距，可证实电极材料、尺寸、进入地层深度及供电方式等均会改变电极系系数，实际的电极系系数与理想电极系系数会存在差异。
本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：它包括一上端开口的箱体，箱体内盛装有盐水；所述箱体的顶部设有一支撑板，所述支撑板上开设有四个通孔，四个通孔内分别设有一橡胶塞，还包括四个电极，四个电极分别活动贯穿四个通孔内的橡胶塞，四个电极的下端分别位于盐水的液面以下，四个电极分别为第一电极、第二电极、第三电极、第四电极；
还包括直流电源、电流表、开关，其中，裸露于外部的第一电极的端部、直流电源、电流表、开关、裸露于外部的第四电极的端部依次串联连接；
还包括电压表，该电压表连接于裸露于外部的第二电极端部和第三电极端部之间；
所述四个电极的材质相同，为铁棒、铝棒或铜棒。
2.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：当所述四个电极均为铁棒、铝棒或铜棒时，各电极的尺寸均为直径3mm，长度20cm。
3.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：当所述四个电极均铜棒时，各电极的尺寸均为直径1cm，长度20cm。
4.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：所述支撑板上的四个通孔等间距设置。
5.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：所述支撑板的两端分别设有向下延伸的固定耳，当所述支撑板位于箱体顶部时，两个固定耳分别位于箱体的两侧。
6.如权利要求5所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：所述固定耳通过固定螺栓与箱体顶部侧壁固定。
7.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：所述箱体由亚克力板制成并为透明状。
8.如权利要求1所述的电阻率剖面法电极系系数影响因素分析实验装置，其特征在于：所述箱体的四个侧壁中的至少一个侧壁上由上至下设有刻度线。
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