一种用于测量硬地表电法电极及其应用制造技术

本发明专利技术涉及用于测量硬地表电法电极及其应用，有效解决现行电法勘探遇到岩石、混凝土硬地表后会导致效率较低、操作复杂、成本高的问题，方法是，导电胶层紧贴于附着层的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层，导电胶层中部与防粘纸层之间的垫片槽内装有金属垫片，附着层的上面中部装有金属垫片，铁座置于金属垫片上，铁座下面装有铜棒，铜棒穿过金属垫片、附着层和导电胶层，下端顶在防粘纸层上，瓦形磁铁上表面呈U形凹槽面，铁座上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层固定在铁座上，铁座的侧面上装有螺丝，本发明专利技术结构新颖独特，安装使用方便，成本低，省工省时，效率高，测量准确，经济和社会效益巨大。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量硬地表电法电极及其应用
本专利技术涉及工程物探领域，特别是一种用于测量硬地表电法电极及其应用。
技术介绍
在工程物探外业勘探中，泥土等松散体一般情况视为良导体，泥土等松散类型地表可以使用带有尖头的铜棒或铁棒用铁锤砸入、接线做为电极，这些电极长度一般20cm-40cm不等，传统电极可以直接来进行电法勘探。但遇到岩石或混凝土等坚硬地表，要么费较大力气将长度更长的电极砸穿混凝土电极进入泥土并浇水，才能有较好的导电效果；要么将铜或铁棍一端用泥土和盐水的拌合物包裹，并用模具塑性，让拌合物与硬地表有一定的接触面积才有较好的导电效果，且使之短时间内能够和硬地表紧密结合，同时还必须得快速进行测试，否则泥土和盐水的拌合物会随时间推移而失水变干，导致不导电。导电性能的好坏会直接影响到测试的数据和电法解释的结果。而现阶段，对于硬地表的电法勘探除了上述方法外并无太好的办法，传统的方式已经难以满足现在硬地表电法快速、方便勘探的需求。因此，开发出一种能够快速插拔、使用简便、价格低廉、能够用于岩石、混凝土等硬地表的电极，在工程地质勘察和城市市政工程勘察等方面有较好的应用前景和市场价值。为此，新电极的研制已为人们所重视，并有相关专利申请，如：技术专利，申请号201320865109.2“一种高密度电法的电极辅助装置”，其实质是通过塑料桶等模具预制好粘土块，使用时打开筒体，将电极插入粘土中，以实现电极与硬质地表之间的导电。但使用起来并不方便，程序较复杂，电法勘探中大量使用总体耗费时间较多；如测试时间较长的话，粘土变干，导电效果下降，测试结果易于出现较大误差；外形也够紧凑，有支撑杆、支架类附件，携带起来也不方便，高密度电法经常使用超过百根电极，运输存放很成问题；故这是一种研究或实验用的临时电极辅助装置，提高效率有限，难以大规模应用。再如：技术专利，申请号201320075103.5“一种直流电法测量中电极与硬质场地的连接装置”，其实质是通过筒体内装有盐水及导电海绵，然后插入电极，以实现电极与硬质地表之间的导电。但同样也有使用不够简单，外形不够紧凑运输、存放不便等问题，并且在使用高密度电法小点距（如0.5m这种较为常用的点距）的情况下，容易发生盐水经海绵渗出外溢后，将邻近电极之间互联，导致结果出现错误，影响物探准确性。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种用于测量硬地表电法电极及其应用，可有效解决现行电法勘探遇到岩石、混凝土硬地表后会导致效率较低、操作复杂、成本高的问题。本专利技术解决的技术方案是，该电极包括附着层、导电胶层、铁座和铜螺丝，导电胶层紧贴于附着层的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层，导电胶层中部与防粘纸层之间的垫片槽内装有第一金属垫片，附着层的上面中部装有第二金属垫片，铁座置于第二金属垫片上面，铁座下面中心装有铜棒，铜棒垂直穿过第二金属垫片、附着层、第一金属垫片和导电胶层，铜棒下端顶在防粘纸层上，瓦形磁铁上表面呈U形凹槽面，铁座上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层固定在铁座上，铁座的侧面上装有铜质螺丝。本专利技术电极有效用于混凝土或岩石构成的硬地表的电法测量。本专利技术结构新颖独特，安装使用方便，成本低，省工省时，效率高，测量准确，经济和社会效益巨大。附图说明图1为本专利技术的剖面结构主视图。图2为本专利技术的俯视图。图3为本专利技术的仰视图。图4为本专利技术实际应用于黄河大堤勘测成果对比图（包括A、B两部分）。图5为本专利技术四极电测深勘探成果图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。由图1-3所示，本专利技术电极包括附着层、导电胶层、铁座和铜螺丝，导电胶层2紧贴于附着层1的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层10，导电胶层2中部与防粘纸层10之间的垫片槽内装有第一金属垫片7，附着层1的上面中部装有第二金属垫片6，铁座4置于第二金属垫片6上面，铁座下面中心装有铜棒5，铜棒5垂直穿过第二金属垫片6、附着层1、第一金属垫片7和导电胶层2，铜棒5下端顶在防粘纸层10上，瓦形磁铁9上表面呈U形凹槽面8，铁座4上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层11固定在铁座上，铁座4的侧面上装有铜质螺丝3。所述的附着层为易于黏上导电胶层的无纺布、纸板或金属箔片制成的方形；所述的导电胶层为导电性能强的导电银胶层，其附着能力强，导电性能好；所述的铁座为上部中间呈U形凹槽面的不锈钢底座；所述的粘结胶层上有塑封层，构成不粘手、耐用的复合体。为了使用和拆装方便，所述的第二金属垫片6和第一金属垫片7夹好附着层1及导电胶层2，旋到铜棒5上，构成拆装结构。在上述结构中，瓦形磁铁是为了便于圆柱形的电极转换开关(这种开关是常用的标准型)吸附在凹槽中，省去传统方法使用的线夹，免接线，使用完毕后，电极转换开关拔掉也较为方便，可使效率有较大提高。如有极个别的电极转换开关不是圆柱形或铝制材料没有磁性，仍可使用线夹夹住磁铁座4上附带的铜质螺丝3，通过导线及导线夹确保导电性能良好。所述铁座4、附着层1通过铜棒5串接，铜棒5有螺纹，顶部旋入铁座4的底部，再将第二金属垫片6和第一金属垫片7夹好附着层1及导电胶层2，旋装在铜棒5上。第一金属垫片7及导电胶层2均可导电，显著的增大了导电体的面积，导电胶层2有部分夹在第一金属垫片7与附着层1之间，可较好的实现导电胶层2与第一金属垫片7之间的导电，也保证了从电流从地表到铁座4的通畅。所述的第二金属垫片6和第一金属垫片7均采用铜制成表面光滑的圆形，其表面需打磨光滑，无毛刺，可确保通电良好。本专利技术电极的应用，其方法是：1、按电法测量要求，将混凝土或岩石表层进行清扫，去除浮尘；2、揭开防粘纸层10，将导电胶层2部位紧密粘合在混凝土或岩石表面；3、当电法使用的电缆及电极转换开关为圆柱形且可被磁铁吸附时，将电极转换开关放置于铁座4的U形凹槽面8中紧密吸附；当使用的电极转换开关为其他形状，通过导线及导线夹连接在铜质螺丝3上，确保导电顺畅；4、按电法常规，对硬质地表层开始测量，获得测量数据；5、测量完毕，收传输线缆和电极，以备下次使用。本专利技术经实地试验和应用，取得了非常好的有益技术效果，有关资料如下：实验1：工作环境：黄河大堤高密度电法探测，郑州段某穿堤乡村公路，公路路表已混凝土硬化，路宽为38m（即图4水平桩号6072-6110），按照堤防隐患探测原则一般应为2m点距,故需要电极19个，如砸穿混凝土层或用泥土盐水搅拌，布置一个路口的电极需要超过20分钟时间和多个壮工及多种辅助工具才能完成；如使用本专利技术电极，一般人都可以在1分钟左右即可布置好，效率可提高20倍以上，省时省力，可有效降低成本。图4-A是通过混凝土伸缩缝，将电极砸入并浇入盐水，所测的视电阻率数据等值线图；图4-B为使用本专利技术的电极所测试的视电阻率等值线图；从两图对比可以看到，两者所测数据相差不大，通过统计计算相对误差在3%以内，且使用本专利技术电极更符合半空间电场点状电源激发和接受端的要求（砸入电极浇入盐水，水会在电极附近形成形态各异的水洼，整个水洼面积均为导电体），测数据对大堤疑似裂缝形态分辨更为清楚，图4-B中可以看到右侧竖直条带更为明显，表明测试效果好。实验2：工作环境：非洲某本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量硬地表电法电极，电极包括附着层、导电胶层、铁座和铜螺丝，其特征在于，导电胶层（2）紧贴于附着层（1）的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层（10），导电胶层（2）中部与防粘纸层（10）之间的垫片槽内装有第一金属垫片（7），附着层（1）的上面中部装有第二金属垫片（6），铁座（4）置于第二金属垫片（6）上面，铁座下面中心装有铜棒（5），铜棒（5）垂直穿过第二金属垫片（6）、附着层（1）、第一金属垫片（7）和导电胶层（2），铜棒（5）下端顶在防粘纸层（10）上，瓦形磁铁（9）上表面呈U形凹槽面（8），铁座（4）上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层（11）固定在铁座上，铁座（4）的侧面上装有铜质螺丝（3）。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量硬地表电法电极，电极包括附着层、导电胶层、铁座和铜螺丝，其特征在于，导电胶层（2）紧贴于附着层（1）的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层（10），导电胶层（2）中部与防粘纸层（10）之间的垫片槽内装有第一金属垫片（7），附着层（1）的上面中部装有第二金属垫片（6），铁座（4）置于第二金属垫片（6）上面，铁座下面中心装有铜棒（5），铜棒（5）垂直穿过第二金属垫片（6）、附着层（1）、第一金属垫片（7）和导电胶层（2），铜棒（5）下端顶在防粘纸层（10）上，瓦形磁铁（9）上表面呈U形凹槽面（8），铁座（4）上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层（11）固定在铁座上，铁座（4）的侧面上装有铜质螺丝（3）。2.根据权利要求1所述的用于测量硬地表电法电极，其特征在于，所述的附着层为易于黏上导电胶层的无纺布、纸板或金属箔片制成的方形。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓磊，毋光荣，谢向文，胡伟华，马若龙，张毅，
申请(专利权)人：黄河勘测规划设计有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41