CN110187183A - 非接触式原状污染土电阻率测试装置及方法 - Google Patents

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何斌
王景霞
马富丽
王婕
刘浩帆
赵永志
武涛
马健伟
韩鹏举
白晓红
周祥祥
燕秉法
赵涵岳
荣凯丽
刘科显
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    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current

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Abstract

本发明公开了一种非接触式原状污染土电阻率测试装置，包括取样环刀（1），所述取样环刀（1）两侧分别设置有环形铁芯（3）和交流电流测定仪（7）、并置于法拉第电磁箱（9）内，所述取样环刀（1）内壁设置有感应线圈（5），所述感应线圈（5）通过导线（8）连接交流电压测定仪（6），所述环形铁芯（3）上绕有初级线圈（4），所述初级线圈（4）通过导线（8）连接外部交流电源（2）。本发明运用电磁互感原理，取样测定原状污染土电阻率，因其为非接触式、无损测定装置，且精确，操作简单，弥补了现有装置及方法的不足。

Description

非接触式原状污染土电阻率测试装置及方法
技术领域
本发明涉及环境岩土领域，具体为一种非接触式测定原状污染土的电阻率的装置及方法。
背景技术
污染土是由于近代工业生产产生的废弃物无组织的排放或排放***失效而形成的，废弃物渗入土层，导致土的物理、力学、化学性质发生变化，直接影响工程活动或有害于人类健康、动物繁衍、植物生长。
土的电阻率是表征土体导电性的基本参数，可反映土的一些特殊性质。随着城市的快速发展与废弃土地（如垃圾填埋场）的重新利用，设计者越来越重视基础设计以外的问题，特别是土的污染等环境问题 （包括前期污染与正在发生的污染）。由于污染物通常是电解质或者有机质，如重金属或碳的有机化合物，因此可通过土电阻率的不同来区分受到污染的与未受污染的土体，并进一步评价污染特征，也就是说，可以通过比较污染土的电阻率和与其有相似物理性质的未污染土的电阻率之间的差异来判断污染土的基本特征。研究表明，土电阻率法是评价土体污染特征的有效手段。
目前，已有的室内土壤电阻率测试装置简陋，电极与土样品之间的接触问题没有彻底解决，由于土中孔隙的存在，使得每次的接触面积不同，影响测试结果的准确度。鉴于现有原状污染土电阻率 测定法的不足，有必要开发适宜的原状污染土电阻率测定仪。
发明内容
为了解决现有测试法和装置在测定原状污染土电阻率方面的不足，本发明目的是提供一种非接触式原状污染土电阻率测定的装置及方法，运用电磁互感原理，取原状污染土样测定其电阻率，因为该装置为非接触式，且对土样无损伤，弥补了现有污染土电阻率测定装置与方法的不足。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种非接触式原状污染土电阻率测试装置，包括取样环刀，所述取样环刀两侧分别设置有环形铁芯和交流电流测定仪、并置于法拉第电磁箱内，所述取样环刀内壁设置有感应线圈，所述感应线圈通过导线连接交流电压测定仪，所述环形铁芯上绕有初级线圈，所述初级线圈通过导线连接外部交流电源。
本发明运用电磁互感原理，利用缠绕在环形铁芯一边的初级线圈在接通电源后， 周围产生变化的电磁场，经过由铁芯提供的磁通路径，将变化的电磁场施加于环刀中的污 染土上，因电磁互感使土样内产生感应电压和环电流，分别采用电流测定仪和电压测定仪 即可侧的相应的感应电压与环电流。实施时，接通电源后，初级线圈作为整个***的激发部 件，环形铁芯提供磁通路径，环刀内的污染土样和感应线圈均作为次级线圈，分别利用电压 测定仪和电流测定仪测得感应线圈中的感应电压与污染土样内环电流，根据电阻率计算公 式就可以得到污染土样的电阻率，其中系数k的计算公式为，r2为 环刀外径，r1为环刀内径，h为环刀高度。
本发明运用电磁互感原理，取样测定原状污染土电阻率，因其为非接触式、无损测定装置，且精确，操作简单，弥补了现有装置及方法的不足。
本发明设计合理，具有很好的实际应用价值。
附图说明
图1表示本发明实施例原状污染土电阻率测定仪的结构示意图。
图2表示本发明原状污染土电阻率测定仪的环刀示意图。
图3表示本发明原状污染土电阻率测定仪的法拉第电磁箱示意图。
图4表示本发明原状污染土电阻率测定仪的电路原理图。
图中：1-取样环刀，2-外部交流电源，3-环形铁芯，4-初级线圈，5-感应线圈，6-交流电压测定仪，7-交流电流测定仪，8-导线，9-法拉第电磁箱，10-环刀对接处外折边，11-螺栓；Cs-考虑土样自身电容，M部分为本装置土样所在部位。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
一种非接触式原状污染土电阻率测定装置包括取样环刀1、外部交流电源2、环形铁芯3、初级线圈4、感应线圈5、交流电压测定仪6、交流电流测定仪7和导线8。具体连接如图1所示，取样环刀1两侧分别设置有环形铁芯3和交流电流测定仪7、并置于法拉第电磁箱9内，取样环刀1内壁设置有感应线圈5，感应线圈5通过导线8连接交流电压测定仪6，环形铁芯3上绕有初级线圈4，初级线圈4通过导线8连接外部交流电源2。
具体实施时，取样环刀1为绝缘材料制成的圆环形，环刀1采用包括聚乙烯基体的一种绝缘材料，聚乙烯基体内混合有酚醛树脂、苯乙烯、聚氨酯、固化剂、胶黏剂和受阻酚抗氧化剂。如图2所示，取样环刀1可拆开成两个半环形，在半环形对接处有外折边，通过螺栓贯穿外折边的螺栓孔扣合连接，环形环刀的外径为8cm、内径为3cm、高为3cm。环刀左右两侧分别设置有环形铁芯3和电流测定仪7，环形铁芯3和电流测定仪7环绕在取样环刀1两侧，环形铁芯3为导磁能力很强的磁性硅钢片制成，为互感提供磁通路径，铁芯长度为10cm、高度为5cm；电流测定仪7为高精度交流电流测定仪，用于测定环刀1内污染土样互感过程中产生的环电流。在环刀内壁设置有感应线圈5，感应线圈5是分为两段的漆包线圈，其一段的端头为插槽式，另一段的端头为相应的插头式，组装时将感应线圈5的插头和插槽端连接即可，另两端通过导线8连接电压测定仪6，且粘贴于环刀内壁。电压测定仪6为高精度交流电压测定仪，用于测定感应线圈5产生的感应电压，其值也是取样环刀1中污染土样内的感应电压。环形铁芯3上缠绕有初级线圈4，初级线圈4为漆包线圈，其通过导线8连接外部电源2且缠绕于环形铁芯3一边。外部电源2为可提供不同频率和强弱的交流电的电源，是整个装置的供电***。整个装置置于法拉第电磁箱9中，来尽量减少外界环境对结果的影响，如图3所示，法拉第电磁箱9为边长25cm的玻璃箱体，在特定的地方有开孔，便于导线通出连接电源和电压测定仪。
本发明基于电磁感应原理，利用缠绕于环形铁芯3一边的初级线圈4在接通电源2后，其周围产生变化的电磁场，经由环形铁芯3提供的磁通路径，将变化的电磁场进行施加于取样环刀1中的原状污染土上，因电磁互感使得土样内产生感应电压和环电流，采用电压测定仪6和电流测定仪7即可测得感应电压与环电流。实施时，用所述取样环刀1取得原状污染土样，装入试验装置中，接通电源2。则初级线圈4将作为激发部件，环形铁芯3提供磁通路径，取样环刀1内的原状污染土样和感应线圈5均作为次级线圈，分别利用电压测定仪6和电流测定仪7测定感应线圈5中的感应电压和土样内环电流，即可获得原状污染土样的电阻率，如下式（1）所示
(1)
式中：U为感应电压，I为环电流，系数，其中，r2为环刀外径，r1为环 刀内径，h为环刀高度，则在该装置中k取值为0.468。
以上具体实施例仅对本发明做示例性的说明，该实施案例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，任何以本发明为基础解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，均属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种非接触式原状污染土电阻率测试装置，包括取样环刀（1），其特征在于：所述取样环刀（1）两侧分别设置有环形铁芯（3）和交流电流测定仪（7）、并置于法拉第电磁箱（9）内，所述取样环刀（1）内壁设置有感应线圈（5），所述感应线圈（5）通过导线（8）连接交流电压测定仪（6），所述环形铁芯（3）上绕有初级线圈（4），所述初级线圈（4）通过导线（8）连接外部交流电源（2）。
2.根据权利要求1所述的非接触式原状污染土电阻率测试装置，其特征在于：所述取样环刀（1）由两个半环拼合构成，两个半环对接处具有外折边、并通过螺栓贯穿外折边的螺栓孔扣合连接。
3.根据权利要求2所述的非接触式原状污染土电阻率测试装置，其特征在于：所述取样环刀（1）的外径为8cm、内径为3cm、高为3cm。
4.根据权利要求3所述的非接触式原状污染土电阻率测试装置，其特征在于：所述环形铁芯（3）由磁性硅钢片制成，铁芯长度为10cm、高度为5cm。
5.根据权利要求4所述的非接触式原状污染土电阻率测试装置，其特征在于：所述法拉第电磁箱（9）为玻璃箱体。
6.一种应用权利要求1的非接触式原状污染土电阻率测试方法，其特征在于：接通电源 后，初级线圈作为整个***的激发部件，环形铁芯提供磁通路径，取样环刀内的污染土样和 感应线圈均作为次级线圈，分别利用交流电压测定仪和交流电流测定仪测得感应线圈中的 感应电压与污染土样内环电流，根据电阻率计算公式，得到污染土样的电阻率，其 中，系数k的计算公式为，r2为环刀外径，r1为环刀内径，h为环刀高度。
7.根据权利要求6的非接触式原状污染土电阻率测试方法，其特征在于：所述取样环刀（1）的外径为8cm、内径为3cm、高为3cm，则k=0.468。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562441A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 太原理工大学 一种非接触式原状污染土交流阻抗谱测试装置及方法
CN117607210A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 中南大学 一种分布式偶极-偶极电法监测方法及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813534A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 杭州自动化技术研究院有限公司 一种以非接触方式连续测量铁磁材料应力的方法与装置
CN102684319A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 日立民用电子株式会社 非接触电力传送***、受电装置和输电装置
CN103149440A (zh) * 2013-03-06 2013-06-12 中南大学 非接触式混凝土电阻率测定仪
CN103597703A (zh) * 2011-06-09 2014-02-19 丰田自动车株式会社 非接触式电力接收装置、配备该装置的车辆、非接触式电力发送装置及非接触式电力传输***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101813534A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 杭州自动化技术研究院有限公司 一种以非接触方式连续测量铁磁材料应力的方法与装置
CN102684319A (zh) * 2011-03-16 2012-09-19 日立民用电子株式会社 非接触电力传送***、受电装置和输电装置
CN103597703A (zh) * 2011-06-09 2014-02-19 丰田自动车株式会社 非接触式电力接收装置、配备该装置的车辆、非接触式电力发送装置及非接触式电力传输***
CN103149440A (zh) * 2013-03-06 2013-06-12 中南大学 非接触式混凝土电阻率测定仪

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562441A (zh) * 2020-05-21 2020-08-21 太原理工大学 一种非接触式原状污染土交流阻抗谱测试装置及方法
CN111562441B (zh) * 2020-05-21 2023-05-02 太原理工大学 一种非接触式原状污染土交流阻抗谱测试装置及方法
CN117607210A (zh) * 2024-01-24 2024-02-27 中南大学 一种分布式偶极-偶极电法监测方法及***
CN117607210B (zh) * 2024-01-24 2024-05-31 中南大学 一种分布式偶极-偶极电法监测方法及***

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