[發明專利]一種分散式多觸點超穩定電極結構

在審

• 申請號: 202211181823.X
• 申請日: 2022-09-27
• 公開（公告）號: CN115542403A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 康利利;楊永友;王中興;蘇晨
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;H01R4/66
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 秦全

本發明公開一種分散式多觸點超穩定電極結構，包括外殼，外殼的側壁貫穿開設有若干通孔，通孔與大地連通；內壁，內壁抵接安裝在外殼內腔，內壁用于盛裝電解質溶液；內壁的四周固接有若干觸角，觸角與通孔對應設置，觸角伸入通孔并與大地接觸；頂蓋，頂蓋密封安裝在外殼的頂端；外殼上安裝有電極，電極伸入內壁內腔的電解質溶液中。本發明提高了電極的穩定性，同時保持與大地保持良好接觸，提升電極的穩定性和使用壽命。

技術領域

本發明涉及測量儀器技術領域，特別是涉及一種分散式多觸點超穩定電極結構。

背景技術

電磁法是獲取地下電性結構分布的重要的地球物理探測方法之一，該方法基于電磁波的趨膚效應，通過在地表測量不同頻率的電場和\或磁場，計算解析地下不同深度的電性信息。其中，水平電場分量對地下介質的電阻率靈敏度較高，是電磁法探測中常用的觀測參數。例如，大地電磁法、音頻大地電磁法、可控源音頻大地電磁法和廣域電磁法都要求測量單個或多個電場分量。因此，如何實現高精度電場測量是電磁法探測的關鍵技術問題。

在電磁法探測中一般通過測量一對接地電極之間的電勢差來間接測量電場，電極與大地接觸產生的電勢差以及電極對之間的極差是影響電場測量精度的主要因素。不極化電極通過將金屬陽極浸入相應的電解質溶液中，利用金屬與溶液之間快速可逆的氧化還原反應實現導電，從而，隔絕了金屬電極與土壤的直接接觸，降低了電極的極差、提升了耐腐蝕性和耐氧化性，是電磁法探測最常用的電極。對于不極化電極而言，要增強電極與大地接觸程度，降低與大地接觸電阻和壓差影響，要求電極與大地之間保持快速離子交換，但同時會導致電極內部電解質快速流失和土壤雜質向電極快速擴散，而降低電極的長期工作穩定性和使用壽命。

為了提升電極工作穩定性，已公開的技術方案主要包括以下兩種：1)通過在電解質溶液中增添氣相二氧化硅、高嶺土、瓊脂糖等填料，增強溶液保水性；2)在結構設計中設置小通道、雙層或雙腔體結構，構建電解質擴散緩沖區。但是以上方案雖然通過提升溶液保水性或擴散緩沖區提升了電極的穩定性，但同時也犧牲了電極與大地之間的離子交換速度，當電極應用于干旱缺水區或砂石地等不良接地環境中時，電極與大地之間難以保證充分接觸和快速離子交換，因而，會引入較大的接地電阻或接觸壓差，進而影響測量精度。因此亟需一種分散式多觸點超穩定電極結構來解決上述的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種分散式多觸點超穩定電極結構，以解決上述現有技術存在的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種分散式多觸點超穩定電極結構，包括：

外殼，所述外殼的側壁貫穿開設有若干通孔，所述通孔與大地連通；

內壁，所述內壁抵接安裝在所述外殼內腔，所述內壁用于盛裝電解質溶液；所述內壁的四周固接有若干觸角，所述觸角與所述通孔對應設置，所述觸角伸入所述通孔并與大地接觸；

頂蓋，所述頂蓋密封安裝在所述外殼的頂端；所述外殼上安裝有電極，所述電極伸入所述內壁內腔的電解質溶液中。

優選的，所述內壁的內腔設置有反應區，所述觸角內腔設置有接觸區，所述反應區與所述接觸區連通，所述反應區和所述接觸區內均盛裝有電解質制溶液；所述電極位于所述反應區的中心位置。

優選的，所述外殼的頂端開設有連接槽，所述連接槽的側壁開設有內螺紋，所述頂蓋的外壁底端開設有與所述內螺紋相適配的外螺紋，所述頂蓋安裝在所述連接槽內。

優選的，所述外殼的頂端中心開設有電極插孔，所述電極穿過所述電極插孔并與所述電極插孔過盈配合。

優選的，所述外殼的頂端管開設有電解質溶液填充孔，所述電解質溶液填充孔位于所述反應區上方。

優選的，所述內壁的材料為透水性材料，所述外殼的材料為不透水材料。