CN203350363U - 一种土样室内电阻率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：包括土样放置装置（2）和直流电阻率测量仪器（5），在土样放置装置（2）的两侧各设有一发射电极板及接头（3），在土样放置装置（2）的中部设有二个接收电极（4）；所述发射电极板及接头（3）和接收电极（4）与直流电阻率测量仪器（5）的对应功能端口电连接，构成四极法连接结构。本实用新型由于其土样放置的两侧各设有一发射电极板及接头，在土样放置装置的中部设有二个接收电极；所述发射电极板及接头和接收电极与直流电阻率测量仪器的对应功能端口电连接，构成四极法连接结构，因此，具有电极与土样、电阻测量仪连接紧密及检测点设置合理的结构特点，为精确测量土样品室内电阻率提供了坚实的基础。适用于海洋土样品、陆地土样品或制作样品土的室内电阻率测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及本实用新型涉及一种土样室内电阻率测量装置，适用于海洋土样品、陆地土样品或制作样品土的室内电阻率测量。属于土壤分析及设备技术领域。
背景技术
土壤样品的电阻率可为地基的设计提供参考依据，特别地，海洋土的电阻率还可以为确定海洋土的工程力学以及腐蚀性等参数提供必要参考依据，因此土壤尤其是海洋土电阻率的测量非常重要。
目前，没有专门针对海洋土的室内电阻率测量装置，已有的室内电阻率测量仪器，存在如下问题：装置简陋，测量结果不可信；测量方法简单，测量结果误差大；针对理论研究没考虑扰动对结果带来的误差，不适合天然样品的测量。例如：中国专利ZL03222401.X公布了一种“交流低频土电阻率测试仪”，由信号采集电路、信号处理电路组成，安装在三轴仪或压缩仪等土工仪器上采用二极法同步测量电阻率，进行土结构的研究，该专利采用二极法测量电阻率测量误差大，必须进行电阻率修正降低测量误差，更适合自制样品的理论研究。
实用新型内容
本实用新型的目的，是针对室内土样测量仪现有技术存在测量方法简单、设备简陋、不适合野外海洋土的电阻率测量等缺陷，提供一种土样室内电阻率测量装置。
本实用新型的目的可以通过采取如下措施达到：
一种土样室内电阻率测量装置，其结构特点在于：包括土样放置装置和直流电阻率测量仪器，在土样放置装置的两侧各设有一发射电极板及接头，在土样放置装置的中部设有二个接收电极；所述发射电极板及接头和接收电极与直流电阻率测量仪器的对应功能端口电连接，构成四极法连接结构。
进一步的技术改进方案，直流电阻率测量仪器为野外测量大地电阻率的仪器，所供电压达90V甚至180V，由于海底电阻率相对偏低，为了避免直流电阻率测量仪器电流过大烧毁仪器，供电电压取值3V～9V。
进一步的技术改进方案，发射电极板及接头采用导电性能好的铜作为电极板材料，采用铬锆铜作为电极接头材料；发射电极板直径d1可以取值7cm、8.9cm.10.8cm，厚度2mm；发射电极接头直径0.3cm，长3cm。
进一步的技术改进方案，土样放置装置左右两侧支架为绝缘硬质塑料材质，两支架的距离根据样品长度调整；样品支架薄板采用硬质PVC材质、其厚0.5cm，其长度 根据样品长度调整；发射电极板、接头与绝缘支架固定在一起；土样放置装置底盘左右两侧分别留有3mm直径1cm深的孔，为固定钢丝固定土样放置装置而设。
进一步的技术改进方案，接收电极采用铜作为电极材料，尺寸为1～2mm直径，6cm长；形状为针形，容易压入土样与被测介质紧密接触；电极制备过程中采用去极剂降低铜电极的极化效应；距电极顶端1cm处有凸出环以便于固定电极压入土样的深度。
本实用新型具有如下突出的有益效果：
1、本实用新型由于设有专门的样品放置装置，在土样放置的两侧各设有一发射电极板及接头，在土样放置装置的中部设有二个接收电极；所述发射电极板及接头和接收电极与直流电阻率测量仪器的对应功能端口连接，构成四极法连接结构，因此其高精度的测量方法和专门的装置使得所获得的测试结果更准确可靠。
2、本实用新型在测量海洋土样品时，无需推出土样，只需拆开去掉样品套两边盖帽即可，可最大限度的保持了土样的天然特征，减少了测量误差。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的室内海洋土电阻率测量装置结构示意图。
图2为图1中样品旋转装置的结构俯视图。
图3为图1中样品旋转装置的结构主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：
具体实施例1：
参照图1，本实施例涉及的土样室内电阻率测量装置，包括土样放置装置2和直流电阻率测量仪器5，在土样放置装置2的两侧各设有一发射电极板及接头3，在土样放置装置2的中部设有二个接收电极4；所述发射电极板及接头3和接收电极4与直流电阻率测量仪器5的对应功能端口电连接，构成四极法连接结构。
1-海洋土样品；2-土样放置装置；3-发射电极板及接头；4-接收电极；5-直流电阻率测量仪器；6-固定钢丝；7-支架薄板。
参照图2、图3，土样放置装置2的规格尺寸为：L1＝15cm；L2＝7cm、9cm、11cm；W1＝7cm；W2＝3cm；W3＝2cm；W4＝0.2cm；W5＝0.8cm；H2＝0.5+L2；H1＝3cm。
本实施例中：
直流电阻率测量仪器5采用适用于野外测量的大地直流电阻率测量仪，该测量仪的额定供电电压为90V或180V。由于海土样品的电阻率相对偏低，为了避免直流电阻率测量仪器5电流过大烧毁仪器，本实施例采用供电电压取值3V～9V。
发射电极板及接头3采用导电性能好的铜作为电极板材料，采用铬锆铜作为电极接头材料；发射电极板直径d1可以取值7cm、8.9cm.10.8cm，厚度2mm；发射电极接头3直径0.3cm，长3cm。
土样放置装置2左右两侧支架为绝缘硬质塑料材质，两支架的距离根据样品长度调整；样品支架薄板7采用硬质PVC材质、其厚0.5cm，其长度根据样品长度调整；发射电极板、接头与绝缘支架固定在一起；土样放置装置2底盘左右两侧分别留有3mm直径1cm深的孔，为固定钢丝6固定土样放置装置2而设。
接收电极4采用铜作为电极材料，尺寸为1～2mm直径，6cm长；形状为针形，容易压入土样与被测介质紧密接触；电极制备过程中采用去极剂降低铜电极的极化效应；距电极顶端1cm处有凸出环以便于固定电极压入土样的深度。
本实施例涉及的测量装置为进行海洋土室内电阻率测量的装置，进行海洋土室内电阻率测量的方法如下：
取样套为绝缘塑料，在海洋土电阻率测试时，取海底土壤样品，首先除去样品两端盖帽，根据样品长度调整土样放置装置2两固定支架距离，放置样品支架薄板7，之后固定海底土样于土样放置装置2上，待发射电极板及接头3与样品土样紧密接触后，由固定钢丝6两端置于预留孔中固定两支架相对位置；根据样品长度确定接收电极极距a(一般为取样品长度的一半)，以样品中心为始点向左右两侧延伸a/2长钻孔，然后把接收电极4固定于土壤中至电极凸出环处；连接接收电极、发射电极至直流电阻率测量仪器5，根据肉眼观测到的土样估计其电阻率范围从而确定供电电压；开机按直流电阻率测量仪器操作流程设置参数，其中装置系数k取值按如下表达式(1)设置：
k＝(πr^2)/a (1)
其中，r为样品半径，a为接收电极极距。
参数设置完毕开始采集并记录电压、电流和电阻率值ρ1，同时记录室内温度T。
测量结束，对换两接收电极再次测量，并记录此次测量电压，电流和电阻率值ρ2。
由于金属电极不同程度的存在极化效应，因此采用叠加平均的方法进一步降低极化效应，叠加平均的取值按如下表达式(2)
ρ＝(ρ1-ρ2)/2 (2)
当室内温度高于21℃时，采用如表达式(3)对所得电阻率进行温度校正，
ρ15.5＝ρT((24.5-T)/40) (3)
其中，ρT为T℃时所得电阻率，T为试验时室内温度，℃。
该种实施方式的特点为：海洋土样品1的样品套为绝缘材料，样品测量前无需推 出土样，只需拆开去掉样品套两边盖帽即可，最大限度的保持了土样的天然特征，减少了测量误差。
以上所述，仅为本实用新型最佳的具体实施例，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范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：包括土样放置装置(2)和直流电阻率测量仪器(5)，在土样放置装置(2)的两侧各设有一发射电极板及接头(3)，在土样放置装置(2)的中部设有二个接收电极(4)；所述发射电极板及接头(3)和接收电极(4)与直流电阻率测量仪器(5)的对应功能端口电连接，构成四极法连接结构。
2.如权利要求1所述的一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：直流电阻率测量仪器(5)为野外测量大地电阻率的仪器，其供电电压取值3V～9V。
3.如权利要求1或2所述的一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：发射电极板及接头(3)采用导电性能好的铜作为电极板材料，采用铬锆铜作为电极接头材料；发射电极板直径d1取值7cm、8.9cm或10.8cm，其厚度为2mm；发射电极接头直径0.3cm，长3cm。
4.如权利要求1或2所述的一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：土样放置装置(2)左右两侧支架为绝缘硬质塑料材质，两支架的距离根据样品长度调整；样品支架薄板(7)采用硬质PVC材质、其厚0.5cm，其长度根据样品长度调整；发射电极板、接头与绝缘支架固定在一起；土样放置装置(2)底盘左右两侧分别留有3mm直径1cm深的孔，为固定钢丝(6)固定土样放置装置(2)而设。
5.如权利要求1或2所述的一种土样室内电阻率测量装置，其特征在于：接收电极(4)采用铜作为电极材料，尺寸为1～2mm直径，6cm长；形状为针形，容易压入土样与被测介质紧密接触；电极制备过程中采用去极剂降低铜电极的极化效应；距电极顶端1cm处有凸出环以便于固定电极压入土样的深度。
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