[发明专利]环阵列组合固体不极化电极

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于地球物理勘探的电场传感器，尤其环阵列组合固体不极 化电极。

背景技术：

现有的电场传感器电极一般包括以下两种电极：金属电极和不极化电极。金 属电极直接以金属接触大地接收电场信号，电极上产生的极化电位主要与周围环 境温度、湿度和浓度等参数有关，由于金属直接接触大地，电极极化电位对这些 参数的变化非常敏感，造成金属电极的不稳定性，不适用于微弱或长期信号的采 集。但由于采用比较坚硬的金属如铜、铁、铅等材料，野外施工方便，直接锤击 即可，另外，该类电极不易受损也不需维护。不极化电极顾名思义是指该类电极 极化电位不易受周围环境的影响。具体的方法是把金属电极置于相应的液体电解 质中，由于液体电解质相对稳定，从而减少或避免了电极的不稳定性。但是液体 电解质的存在导致施工时需小心维护，勘测前需挖坑埋设，另外，电解质的稳定 决定电极的稳定，因此不使用时电解质需浸泡，使用一段时间后随着电解质的渗 透需重新填充，综上所述该类电极增加了施工和维护难度，降低了施工效率提高 了维护成本。CN200620146892.7公开了一种“固体不极化电极”，由电极输出线、 热缩套管、铅棒及PVC管体组成，所述PVC管体上端设一盖帽，盖帽上穿过一 电极输出线并接入PVC管体中，电极输出线的下端连接一铅棒，电极输出线外 部套装一热缩套管，电极输出线与铅棒的连接处套装一热缩绝缘管；所述PVC 管体中装有固体状电解质，PVC管体下部设一内塞，内塞中部留一通道，内塞 下端设一外塞，内塞和外塞之间留有空隙。采用固体电解质代替原有的液体电解 质，在保证测量精度的同时降低了维护成本，提高了使用寿命并且携带较方便； 但是和液体不极化电极一样存在施工不便的问题，该类电极同样需要挖坑埋设。 CN200420012688.7公开了一种“杆状不极化电极”，骨架的下部外侧固定粘接 固体不极化电极体，测量电极一端固结在该固体不极化电极体中。使用时电极下 部的固体不极化电极体能与大地更为密切地接触。该电极采用金属铁棒作为骨 架，在骨架的下部外侧粘贴固体不极化电极，使用时固体不极化电极的下部与大 地接触，从而提高施工效率与测量精度。该电极在一定程度上改善了原有电极存 在的缺陷，但为了真正保证电极与大地紧密接触，施工前需要先对地面环境进行 处理，如除草和杂乱碎石等，另外虽然采用了固体不极化电极，但测量电极的无 法抱着被周围电解质均匀包裹，在一定程度上影响电极的精度和使用寿命。

发明内容：

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种环阵列组合固体不极 化电极。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

环阵列组合固体不极化电极是由4、6或8个等角度环形分布的电极针6穿 过固定板9，通过电极针6上端的连接螺纹4与阵列组合电极盖5连接，在阵列 组合电极盖5的中部装有转换电路7，转换电路7的Ui₁ Ui₂……Ui_N与电极针6 一一对应，即固体不极化电极设几个电极针6，转换电路7就设几个Ui₁Ui₂……Ui_N连接口，分别通过导线连接，转换电路7通过电极信号引出线8与电 法仪连接构成。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：

固体不极化电极是由电极针6的“哑铃”形主支架1中部凹槽段通过电解的 方法镀Pb或Cu形成测量电极10，测量电极10的外部涂敷固体电解质2构成。

“哑铃”形主支架1的上端设有连接螺纹4，底端为锥形，电极针信号连接 线3设在连接螺纹4下端，电极针信号连接线3的上端与转换电路7连接，下端 与测量电极10连接。

固体电解质2是由PbCl或CuSO₄按体积1∶8的比例分散于聚乙烯醇缩丁醛 溶液中，搅拌均匀后敷在测量电极10的外部，与“哑铃”形主支架1构成圆柱 体，自然干燥后修整光滑。

有益效果：把固体不极化电极与金属棒相结合制成电极针，测量精度高，容 易打入土层，施工效率高。尤其是采用环阵列电极针结构，一方面，电极针保证 电极侧面与周围大地紧密耦合；另一方面，阵列结构提高了电极电场信号幅度， 改善了信噪比，从而实现了高精度电场测量的性能。该电极野外施工方便，用捶 击打入，维护简单，便于检测，制作工艺简单，成本低廉。

附图说明：