一种电阻率法计算动态含水量的装置及方法与流程

本发明涉及岩土工程技术领域，具体而言，涉及一种电阻率法计算动态含水量的装置及方法。

背景技术：

由于对隧道涌水问题研究的水平还不高，对其特点认识不足，当涌水量对施工未产生较大影响时，无观测无报道。现有的岩土含水量的测试装置只有当涌水量对施工有重大影响时，才仅提供最大流量值，不能提供完整的资料记录和监测数据，无法明确最大流量延续时间，无法分辨静储量和动储量，并且现有的岩土含水量的测试装置使用方法较为复杂，测试效率较低，测试的精度不够准确。

技术实现要素：

为了弥补以上不足，本发明提供了一种电阻率法计算动态含水量的装置及方法，旨在改善现有的岩土含水量的测试装置不能提供完整的资料记录和监测数据，测试效率较低，测试的精度不够准确的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种电阻率法计算动态含水量的装置，包括外壳组件、调节组件与电阻率测试仪。

所述外壳组件包括安装部与锥形部，所述锥形部设置在所述安装部的底部。

所述调节组件包括传动机构、转动件、第一电极、第二电极与固定套筒，所述转动件设置有两个，两个所述转动件转动安装于所述安装部的底部两侧，所述传动机构与两个所述转动件传动连接，所述第一电极与所述第二电极分别螺纹安装于两个所述转动件内部，所述第一电极与所述第二电极分别滑动安装于所述固定套筒的两端，所述第一电极与所述第二电极被构造成在所述固定套筒无法转动。

所述电阻率测试仪与外部电源电性连接，所述电阻率测试仪的两极分别与所述第一电极与所述第二电极电性连接。

在本发明的一种实施例中，所述安装部的顶部固定安装有把手，所述把手设置有两个，两个所述把手对称设置在所述安装部的两侧，所述把手上固定套接有防滑套，所述防滑套上设置有防滑纹。

在本发明的一种实施例中，所述传动机构包括传动杆、第一锥形齿轮与第一轴承，所述第一锥形齿轮键连接于所述传动杆的底端，所述传动杆的顶端贯穿于所述安装部，所述传动杆通过所述第一轴承转动安装于所述安装部内。

在本发明的一种实施例中，所述转动件包括内螺纹套管、第二锥形齿轮与第二轴承，所述内螺纹套管通过所述第二轴承转动安装于所述安装部的侧壁上，所述第二锥形齿轮键连接于所述内螺纹套管的内端，所述第二锥形齿轮与所述第一锥形齿轮啮合连接，所述第一电极与所述第二电极分别螺纹安装于两个所述内螺纹套管内部。

在本发明的一种实施例中，所述传动杆的顶部固定安装有调节手轮。

在本发明的一种实施例中，所述第一电极与所述第二电极的外端均设置为锥形。

在本发明的一种实施例中，所述第一电极与所述第二电极的内端分别设置有第一方形部与第二方形部，所述第一方形部与第二方形步分别滑动安装于所述固定套筒的两端，所述固定套筒底部固定连接有固定杆，所述固定杆底部固定焊接于所述安装部底部。

在本发明的一种实施例中，所述安装部的顶部固定安装有开关，所述开关被构造成用于控制电阻率测试仪的通断电。

在本发明的一种实施例中，所述固定套筒的中部固定安装有分隔板，所述分隔板的两侧固定安装有第一导电片与第二导电片，所述第一导电片与所述第二导电片分别与所述电阻率测试仪的两极电性连接，所述第一导电片与所述第二导电片均通过弹簧电线分别与所述第一电极、所述第二电极连接。

第二方面，本发明另提供一种电阻率法计算动态含水量装置的使用方法，其利用上述的电阻率法计算动态含水量的装置，包括以下步骤：

步骤1：将所述外壳组件通过外力插入目标测试位置；

步骤2：转动所述传动杆，所述传动杆底部的所述第一锥形齿轮分别带动两侧的所述第二锥形齿轮转动，所述第一电极与所述第二电极分别均向所述安装部的两侧移动并插入目标位置；

步骤3：通过开关控制电阻率测试仪通电，对目标进行电阻率进行测试，得到电阻率结果后，根据计算公式y＝0.3181x-0.2755算出含水量，其中y为含水量，x为电阻率。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种电阻率法计算动态含水量的装置及方法，使用时，将外壳组件插入目标测试点，转动传动机构，传动机构带动转动件转动，使得第一电极与第二电极在转动件内向相反的方向移动，第一电极与第二电极插入目标测试点，然后使电阻率测试仪通电，测试出目标的电阻率，进而计算出测试目标的含水量，该装置操作方便，可以实时检测隧道围岩的含水量，根据装置进入围岩的深度选择测试的范围，提高了测试精度，节省了人力物力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的电阻率法计算动态含水量的装置的内部结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的外壳组件的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的调节组件的内部结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的第一电极与第二电极的结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的固定套筒的侧视结构示意图；

图6为图3中a位置的放大图。

图中：100-外壳组件；110-安装部；111-锥形部；120-把手；121-防滑套；200-调节组件；210-传动机构；211-传动杆；212-第一锥形齿轮；213-第一轴承；220-转动件；221-内螺纹套管；222-第二锥形齿轮；223-第二轴承；230-第一电极；231-第一螺纹部；232-第一方形部；233-第一导电片；240-第二电极；241-第二螺纹部；242-第二方形部；243-第二导电片；250-固定套筒；251-分隔板；260-固定杆；270-调节手轮；300-电阻率测试仪；310-开关。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种电阻率法计算动态含水量的装置，包括外壳组件100、调节组件200与电阻率测试仪300。

请参阅图2，外壳组件100包括安装部110与锥形部111，锥形部111设置在安装部110的底部，锥形部111的设置，方便该装置进入隧道围岩。

在一些具体的实施方案中，安装部110的顶部固定安装有把手120，把手120设置有两个，两个把手120对称设置在安装部110的两侧，把手120上固定套接有防滑套121，防滑套121上设置有防滑纹，把手120的设置，方便操作人员进行操作，防滑套121的设置，增加手部与把手120之间的摩擦力与把持时的舒适度。

请参阅图3和图4，调节组件200包括传动机构210、转动件220、第一电极230、第二电极240与固定套筒250，转动件220设置有两个，两个转动件220转动安装于安装部110的底部两侧，传动机构210与两个转动件220传动连接，第一电极230与第二电极240分别螺纹安装于两个转动件220内部，第一电极230与第二电极240分别滑动安装于固定套筒250的两端，第一电极230与第二电极240被构造成在固定套筒250无法转动，使得第一电极230与第二电极240只能在固定套筒250内部左右移动。

在一些具体的实施方案中，传动机构210包括传动杆211、第一锥形齿轮212与第一轴承213，第一锥形齿轮212键连接于传动杆211的底端，传动杆211的顶端贯穿于安装部110，传动杆211通过第一轴承213转动安装于安装部110内，传动杆211的顶部固定安装有调节手轮270，调节手轮270的设置，方便对传动杆211转动。

需要说明的是，传动杆211也可通过电机等其他方式进行传动。

在一些具体的实施方案中，转动件220包括内螺纹套管221、第二锥形齿轮222与第二轴承223，内螺纹套管221通过第二轴承223转动安装于安装部110的侧壁上，第二锥形齿轮222键连接于内螺纹套管221的内端，第二锥形齿轮222与第一锥形齿轮212啮合连接，第一电极230与第二电极240中部分别开设有第一螺纹部231与第二螺纹部241，第一电极230与第二电极240分别螺纹安装于两个内螺纹套管221内部。

在一些具体的实施方案中，第一螺纹部231与第二螺纹部241的螺纹方向相反设置，两个转动件220的转动方向相反，第一螺纹部231与第二螺纹部241的螺纹方向相反设置保证转动件220转动时，第一电极230与第二电极240可以向相反的方向移动。

在一些具体的实施方案中，第一电极230与第二电极240的外端均设置为锥形，便于第一电极230与第二电极240插入目标位置。

请参阅图5，在一些具体的实施方案中，第一电极230与第二电极240的内端分别设置有第一方形部232与第二方形部242，第一方形部232与第二方形部242分别滑动安装于固定套筒250的两端，固定套筒250底部固定连接有固定杆260，固定杆260底部固定焊接于安装部110底部。

需要说明的是，第一锥形齿轮212、内螺纹套管221与固定套筒250均由绝缘材料构成，如：陶瓷材料、塑料材料等，防止装置外部带电导致操作人员触电与装置自身短路。

电阻率测试仪300与外部电源电性连接，电阻率测试仪300的两极分别与第一电极230与第二电极240电性连接。

请参阅图6，在一些具体的实施方案中，固定套筒250的中部固定安装有分隔板251，分隔板251有绝缘材料构成，分隔板251的两侧固定安装有第一导电片233第二导电片243第一导电片233与第二导电片243分别与电阻率测试仪300的两极电性连接，第一导电片233与第二导电片243均通过弹簧电线分别与第一电极230、第二电极240连接。

在一些具体的实施方案中，安装部110的顶部固定安装有开关310，开关310被构造成用于控制电阻率测试仪300的通断电。

本发明另提供一种电阻率法计算动态含水量装置的使用方法，其利用上述的电阻率法计算动态含水量的装置，包括以下步骤：

步骤1：将外壳组件100通过外力插入目标位置；

步骤2：转动传动杆211，传动杆211底部的第一锥形齿轮212分别带动两侧的第二锥形齿轮222转动，第一电极230与第二电极240分别均向安装部110的两侧移动并插入目标测试位置；

步骤3：通过开关310控制电阻率测试仪300通电，对目标进行电阻率进行测试，得到电阻率结果后，根据计算公式y＝0.3181x^-0.2755算出含水量，其中y为含水量，x为电阻率。

工作原理：使用时，将外壳组件100插入目标测试点，转动传动杆211，传动杆211带动第一锥形齿轮212转动，第一锥形齿轮212带动两个第二锥形齿轮222转动，内螺纹套管221转动，使得第一电极230与第二电极240向相反的方向移动，第一电极230与第二电极240插入目标测试点，然后通过开关310控制电阻率测试仪300通电，测试出目标的电阻率，进而计算出测试目标的含水量。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。