一种城市地下空间电磁探测不极化电极的制作方法

1.本实用新型涉及电法勘探设备技术领域，尤其涉及一种城市地下空间电磁探测不极化电极。


背景技术：

2.为了消除电极间的极差干扰，获得稳定可靠的电场信号，大地电磁仪通常使用不极化电极作为电场信号的采集装置。
3.不极化电极的外形通常为圆柱体，圆柱体的上端设置用于连接仪器的线缆，使用时将下端埋入土中，用来接收电信号。由于不极化电极属于易耗材料，所以当其长期处于闲置状态时，需要定期对其进行保养。目前常用的保养方式是将不极化电极下端浸泡于饱和盐水中，0.5h后将不极化电极取出，装入塑料封套内，此操作每30d左右进行1次，此方式需要单独配备保养空间以及保养设备，且操作繁琐，效率低下。
4.为解决上述技术问题，本领域技术人员提出利用片状海绵吸满饱和盐水，使其紧贴于不极化电极下端部，再整体装入塑料封套内，虽然可降低操作难度，提升保养效率。但是在塑料封套的套装过程中，极易挤压吸满饱和盐水的海绵，导致海绵内吸附的液体受压溢出，使得电极表面附着盐渍难以清理，甚至经渗流孔反向进入电极内部，影响测量的准确性，而且测量过程中取下的塑料封套随意放置，极易丢失，造成污染。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种城市地下空间电磁探测不极化电极。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
6.本实用新型采用如下技术方案：
7.在一些可选的实施例中，提供一种城市地下空间电磁探测不极化电极，包括：电极壳体、圆形底盖组件、电极引线以及保护套件；所述圆形底盖组件设置在所述电极壳体的底部且与所述电极壳体内填充的电解质接触，所述电极引线其中一端埋入电解质中，另一端自所述电极壳体的顶部引出；所述保护套件包覆在所述圆形底盖组件的外部且安装在所述电极壳体上，所述保护套件包括：柱套外壳、橡胶皮底以及海绵层片，所述柱套外壳套设在所述电极壳体上，所述橡胶皮底设置在所述柱套外壳的端部，且所述橡胶皮底上开设若干呈散射状的分裂豁口以使得所述橡胶皮底割裂为若干防护片，所述海绵层片设置在所述防护片面向所述圆形底盖组件的一侧。
8.进一步的，所述圆形底盖组件包括：底盖板以及隔板；所述底盖板设置在所述电极壳体的底端且将所述电极壳体的底部封闭，所述底盖板上开设渗流孔；所述隔板设置在所述电极壳体的内部且位于所述底盖板的上方，所述隔板上开设缓速通道。
9.进一步的，所述的一种城市地下空间电磁探测不极化电极，还包括：圆形顶盖以及
接线柱；所述圆形顶盖设置在所述电极壳体的顶端且将所述电极壳体的顶部封闭，所述接线柱设置在所述圆形顶盖上，所述电极引线与所述接线柱连接。
10.进一步的，所述的一种城市地下空间电磁探测不极化电极，还包括：电极引线帽；所述接线柱上开设通孔，所述电极引线穿过所述接线柱上的通孔后向所述电极壳体的外部引出，所述电极引线帽套设在所述电极引线自所述电极壳体的顶部引出的部分上。
11.进一步的，所述的一种城市地下空间电磁探测不极化电极，还包括：提拉杆以及套设在所述提拉杆外部的胶套；所述电极壳体的两侧开设插孔，所述提拉杆的两端嵌入所述插孔内。
12.进一步的，所述电极壳体为中空的柱状结构，高度为9.5厘米，材质为pvc。
13.进一步的，所述圆形顶盖的直径为4厘米，厚度为0.3厘米。
14.进一步的，所述底盖板的直径为4厘米，厚度为0.3厘米，且所述底盖板为木质盖板或陶瓷盖板。
15.进一步的，所述柱套外壳包括：柱套主体，所述柱套主体的内壁设置上下两个支撑环，所述支撑环与所述电极壳体的外壁接触。
16.进一步的，所述支撑环在与所述电极壳体的外壁接触的一侧开设齿槽。
17.本实用新型所带来的有益效果：使用时，向上拉动保护套件，露出圆形底盖组件并与土壤接触，埋入土内，进行电位测量，当测量完成后，下拉保护套件使其包覆圆形底盖组件，对不极化电极进行保养，使得不极化电极的保养部分与不极化电极主体部分成为一体结构，不仅操作方式简单，提升保养效率，而且可避免保养液体过量溢出，保证保养效果。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
19.图1是本实用新型不极化电极的外部结构示意图；
20.图2是本实用新型不极化电极进行测量时的外部结构示意图；
21.图3是本实用新型不极化电极的内部结构示意图；
22.图4是本实用新型保护套件的结构示意图；
23.图5是本实用新型支撑环的结构示意图；
24.图6是利用本实用新型的不极化电极观测计算的电阻率-深度断面图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.如图1-5所示，在一些说明性的实施例中，本实用新型提供一种城市地下空间电磁探测不极化电极，包括：电极壳体1、圆形底盖组件、电极引线3、保护套件、圆形顶盖5、接线
柱6、电极引线帽7、提拉杆8以及胶套9。
27.电极壳体1为白色中空的柱状结构，高度为9.5厘米，材质为pvc，其内部填充有电解质。电解质是溶于水溶液中或在熔融状态下自身能够导电的化合物，本实施例中的电解质选用氯化铅粉末。
28.圆形底盖组件包括：底盖板201以及隔板202。
29.底盖板201的直径为4厘米，厚度为0.3厘米，且底盖板201为木质盖板或陶瓷盖板。底盖板201设置在电极壳体1的底端，且将电极壳体1的底部封闭，同时底盖板201上开设渗流孔203，可以方便渗流。
30.隔板202设置在电极壳体1的内部且位于底盖板201的上方，两者间距为0.5cm-3cm，隔板202上开设缓速通道204，隔板202将电解质分为两个部分，减缓了离子交换速度，使得电极极差更加稳定。优选的，缓速通道204的内壁倾斜，使得缓速通道204自上至下逐渐收紧，可起到很好的减缓扩散作用，延长使用寿命，同时不影响电位的正常测量。
31.电极引线3其中一端埋入电解质中，另一端自电极壳体1的顶部引出，底盖板201与电极壳体1内填充的电解质接触。当把金属材质的电极引线3放置到电解质中时，电极引线3表面的离子向土壤中迁移，使得土壤中离子浓度增大，电极引线3上产生游离电子；同时由于物质运动作用，离子沉降到电极引线3表面中和其上的游离电子。当离子的沉降速度和迁移速度达到动态平衡时，由此产生的极化电位将保持。
32.圆形顶盖5的直径为4厘米，厚度为0.3厘米。圆形顶盖5设置在电极壳体1的顶端且将电极壳体1的顶部封闭，接线柱6设置在圆形顶盖5上，电极引线3与接线柱6连接，接线柱6用于与电磁观测仪器连接，使得观测仪器可检测到电位数据。
33.接线柱6上开设通孔，电极引线3穿过接线柱6上的通孔后向电极壳体1的外部引出，电极引线帽7套设在电极引线3自电极壳体1的顶部引出的部分上，从而起到保护作用。电极引线帽7的材质为塑料，起到绝缘作用。
34.电极壳体1的两侧开设插孔，提拉杆8的两端嵌入插孔内，提拉杆8作为把手可用于提起不极化电极，在观测过程中便于携带。胶套9套设在提拉杆8的外部，起到增大摩擦力的作用，不仅便于提拉，而且也可对提拉杆8起到一定的保护作用，避免其出现锈蚀等情况。
35.保护套件包覆在圆形底盖组件的外部且安装在电极壳体1上，具体的，保护套件包括：柱套外壳401、橡胶皮底402以及海绵层片403。
36.柱套外壳401套设在电极壳体1上，可沿电极壳体1上下移动。橡胶皮底402设置在柱套外壳401的端部，当不进行测量时，橡胶皮底402将柱套外壳401的底部封闭，即橡胶皮底402覆盖在底盖板201上。橡胶皮底402上开设若干呈散射状的分裂豁口404，分裂豁口404的设计使得橡胶皮底402割裂为若干防护片405，海绵层片403设置在防护片405面向圆形底盖组件的一侧。
37.当不极化电极不进行测量时，保护套件处于最低位，此时各个防护片405拼接为片状的橡胶皮底402，将柱套外壳401的底部封闭，此时橡胶皮底402覆盖在底盖板201上，海绵层片403与底盖板201接触，保持底盖板201湿润，起到养护作用。当需要测量时，向上拉动柱套外壳401，此时底盖板201向橡胶皮底402施加一个推力，直至将各个防护片405分开，若继续移动柱套外壳401，防护片405会由水平状态变换为贴合在电极壳体1上，此时底盖板201完全裸露，即可埋入地下与土壤接触，进行测量。
38.上述结构设计使得不极化电极的保养部分与不极化电极的主体部分成为一体结构，不仅操作方式简单，具体使用时只需上下移动柱套外壳401即可，而且提升保养效率，无需额外配备养护设备。同时，当海绵层片403需要补充饱和盐水时，只需将不极化电极底端轻轻接触盐水即可，避免吸入过量。而且不极化电极的保养部分始终位于不极化电极的主体部分上，可避免随意放置再装回时造成污染的现象出现，而且也杜绝了丢失的风险。除此之外，保护套件的结构设计可避免每次套装时对海绵层片403的过度挤压，进而避免保养液体过量溢出或逆流进入电极。
39.柱套外壳401包括：柱套主体，柱套主体的内壁设置上下两个支撑环406，支撑环406与电极壳体1的外壁接触。支撑环406的设计可便于上下拉动柱套外壳401，而且还可避免杂质进入间隙，影响移动。优选的，支撑环406在与电极壳体1的外壁接触的一侧开设齿槽407，齿槽407的设计可进一步减少支撑环406与电极壳体1的接触面积，保证密封性的前提下，还可降低摩擦力。
40.利用本实用新型的不极化电极在北京顺义地区开展了深断裂探测应用试验，试验测线长2.6km，测点距50m，发射源长2.4m。工作参数为：发射基频1hz，发射电流24a，观测垂直感应电动势dbz/dt分量，单点测量时间2分钟。
41.如图6所示，根据区内已知地质和钻孔资料得知主要地层为第四系和侏罗系j。其中第四系地层由浅至深又可分为上更新统qp3、中更新统qp2和下更新统qp1。下更新统qp1主要为河流相和湖沼相交替的淤泥质沉积物，成低阻反映；中更新统qp2主要为河流相或湖沼边缘相的砂、砂砾石类沉积物，相对高阻；上更新统qp3为河流相与浅湖沼相交替沉积物，主要以河流相为主，岩性以中粗砂、砂砾石、砾石类沉积物为主，普遍含钙质结核，相对低阻。侏罗纪地层岩性主要为安山岩、角砾岩和砂岩为主，呈高阻反映。
42.图6很好地显示了测线浅部3个第四系地层的分布，与钻孔结果基本吻合；对顺义断裂引起的地层错位以及破碎低阻带也反映良好。
43.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。