[發明專利]一種螺旋電極電阻率探桿及其監測方法

有效

• 申請號: 202011258781.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112362972B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張家瑞;孟慶生;費梓航;郭磊;劉濤;蘇秀婷;張艷
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R1/02;G01R1/04;G01N27/04
• 代理公司: 青島匯智海納知識產權代理有限公司 37335
• 代理人: 王丹丹

1.一種螺旋電極電阻率探桿，其特征在于，包括螺旋探桿(1)及其輔助裝置，所述輔助裝置包括電極復原裝置(2)和貫入裝置(3)，所述貫入裝置(3)用以輔助螺旋探桿(1)向土壤內旋轉貫入；

所述螺旋探桿(1)包括從下至上依次連接的錐尖探頭(4)、由若干螺旋電極模塊(5)組成的探桿本體、以及探桿尾端(6)；所述螺旋電極模塊(5)包括模塊主體(12)以及環繞在其周圍設置的螺旋電極(13)，所述螺旋電極(13)的螺距與螺旋電極模塊(5)等高，螺旋電極(13)的頂部端點與模塊主體(12)剛接，在螺旋電極(13)的二分之一螺距處以及螺旋電極(13)的底部端點處均設置有電極傳動固定件(16)；模塊主體(12)的側壁上設置有滑動槽(14)，電極傳動固定件(16)位于滑動槽(14)內，上下相鄰傳動固定件(16)之間通過傳動纜(17)相連；

所述電極復原裝置(2)設置在探桿尾端(6)上，用以將螺旋電極(13)復原為測量狀態下閉合的環狀電極(18)，電極復原裝置(2)與傳動纜(17)相連。

2.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述電極復原裝置(2)包括固定底盤(7)以及設置在固定底盤(7)上的滑輪組(8)和驅動轉輪(9)，所述滑輪組(8)包括第一滑輪組(81)和第二滑輪組(82)，驅動轉輪(9)包括第一驅動轉輪(91)和第二驅動轉輪(92)；

第一驅動轉輪(91)的直徑與螺旋電極模塊(5)的高度相等，第二驅動轉輪(92)的半徑為第一驅動轉輪(91)的二分之一，所述固定底盤(7)上有兩個連接孔(21)，所述連接孔(21)與滑動槽(14)相對應，連接螺旋電極(13)底部端點和二分之一螺距處的兩根傳動纜(17)分別對應的穿過兩個連接孔(21)，連接螺旋電極底部端點處電極傳動固定件(16)的傳動纜(17)通過第一滑輪組(81)與第一驅動轉輪(91)相連，連接螺旋電極二分之一螺距處電極傳動固定件(16)的傳動纜(17)通過第二滑輪組(82)與的第二驅動轉輪(92)相連。

3.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述模塊主體(12)上設置有貫穿其厚度方向的安裝槽(23)以及連接孔(15)，安裝槽(23)內用以放置連接螺旋電極(13)的導線，連接孔(15)內用以插入固定桿將各個螺旋電極模塊(5)固定。

4.根據權利要求2所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述第一驅動轉輪(91)上設置有第一把手(23)，第二驅動轉輪(92)上設置有第二把手(22)，第一把手(23)和第二把手(22)之間通過一連桿固定連接。

5.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述探桿尾端(6)包括基座(19)和設置在基座(19)側面的水密接插頭(20)，水密接插頭(20)通過導線與螺旋電極(13)相連。

6.根據權利要求5所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述貫入裝置(3)包括套筒(10)與撬棍(11)，所述套筒(10)上設置有容許撬棍(11)穿過的通孔，套筒(10)的內徑與探桿尾端的基座(19)外徑相匹配。

7.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述錐尖探頭(4)采用不銹鋼材質，安裝于探桿本體的頭部。

8.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述電極傳動固定件(16)采用絕緣材料，與螺旋電極(13)在連接點處剛接。

9.根據權利要求1所述的螺旋電極電阻率探桿，其特征在于：所述模塊主體(12)采用絕緣尼龍材料澆筑制成。

10.基于權利要求1-9任一項所述的螺旋電極電阻率探桿的監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)根據監測深度組裝螺旋探桿，通過連接若干螺旋電極模塊組成為螺旋探桿；

(2)在監測點取直徑大于螺旋探桿直徑的淺孔，將套筒安裝于螺旋探桿尾端并將探桿頭部置于淺孔內；

(3)將撬棍插入套筒扳手進行旋轉，螺旋探桿隨轉動貫入土體內，直至探桿尾端接近土壤表面，取下撬棍與套筒；

(4)將電極復原裝置安裝固定于探桿尾端，并連接探桿電極的傳動纜；

(5)根據螺旋探桿的長度，旋轉第一驅動轉輪和第二驅動轉輪一周；傳動纜控制所有電極模塊的螺旋電極向環形電極轉變，最終形成垂直于探桿軸向、等間距排列的環形電極；

(6)完成電極形式的轉化后，切斷傳動纜，取下電極復原裝置；

(7)通過水密接插頭連接數據線，調試設備開始進行原位監測。