一种可重复使用的膨胀电极及其使用方法技术

本发明专利技术提供一种可重复使用的膨胀电极及其使用方法。该膨胀电极由金属螺柱、金属螺母、金属弹簧片、空心圆台导电海绵组成。通过旋转金属螺柱使第一个金属螺母和第二个金属螺母相互分离或靠近，使连接在第一个金属螺母和第二个金属螺母之间的金属弹簧片向内收缩或向外膨胀，从而使金属弹簧片与安装该电极的电极孔的孔壁分离或紧密接触，实现本电极在电法勘探过程中的重复拆卸或安装。在硬化路面等接地困难的测区内开展电法勘探时，普通电极难以满足接地要求，使用本发明专利技术提供的电极采用本发明专利技术提供的使用方法有助于改善接地条件、降低接地电阻、提高电法勘探数据精确度和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用的膨胀电极及其使用方法
本专利技术属于电法勘探或监测
，特别涉及一种电法勘探或监测
的可重复使用的电极及其使用方法。
技术介绍
电阻率法是一种传导类测试方法，不适用于被混凝土、柏油、块石等材料硬化后的环境。为了提高电极的接地条件，目前采用的方式主要有：第一种方式是采用铜棒或铁棒作为电法勘探的电极，这种简单的电极可以比较轻松地插入到松软的表土里进行固定和耦合，但对于坚硬的地面，特别是混凝土路面或者坚硬的岩石表面，需要借助一些辅助措施，如通常采用打钻孔和堆土的方式进行固定，然后利用浇水的方式进行耦合。但在人员活动比较频繁的地区开展工作时，该种电极很容易受到人员活动干扰，影响勘探工作的开展。第二种方式是采用大面积机械或局部人工锤击破坏硬化表面，再布置常规电极进行供电或数据采集，但这种方法对路面破坏较大，施工成本高，施工周期长。第三种方式是如专利《一种硬质介质地电场快速测试装置》的方法是通过改进电极构架，促使电极与硬质介质精密接触，有利于快速测试，但该专利还是难以克服硬质介质对测试信号的干扰，且该装置不宜携带，不易大量使用。该电极也容易受到人员活动的影响。第四种方式是如专利《用于改善硬化堤坝接触的装置及并行电法定向检测装置》所提供的电极，该电极内部骨架是有铜棒和输液导管构成，电极中间位置的外部包裹有导电海绵和导电绒布。该电极容易受到周围人员活动的干扰或影响周围人员活动。第五种方式是如专利《一种用于测量硬地表电法电极及其应用》所提到的一种电极，该电极的导电胶层紧贴于附着层的下部，导电胶层的下部粘贴有防粘纸层，导电胶层中部与防粘纸层之间的垫片槽内装有金属垫片，附着层的上面中部装有金属垫片，铁座置于金属垫片上，铁座下面装有铜棒，铜棒穿过金属垫片、附着层和导电胶层，下端顶在防粘纸层上，瓦形磁铁上表面呈U形凹槽面，铁座上部呈与瓦形磁铁上表面相对应的U形凹面状，瓦形磁铁经左右两边的粘结胶层固定在铁座上，铁座的侧面上装有螺丝。以上对于硬化表面使用的电极方式均有一定程度的优势，但也存在比较多的问题，如成本高、适用性不强、容易受到人员活动等的干扰。特别是在城市电法勘探中，由于人员活动频繁，很容易导致布置的电极接地更加困难，也容易影响周围的人员活动等。故有必要设计一种更适用于硬化表面的电极，提高硬化表面开展电法勘探的效果和精度。
技术实现思路
：本专利技术的目的是基于目前上述电法勘探或监测领域的电极存在的问题，提出一种具有减小电法勘探中电极的接地电阻、适用于人员活动区开展电法勘探工作、适用于硬化路面布置等优点的可重复使用的膨胀电极及使用方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：可重复使用的膨胀电极，其特征在于，该电极包括：金属螺柱、第一个金属螺母、第二个金属螺母、金属弹簧片、空心圆台导电海绵。其中金属螺柱的外螺纹分为两段，金属螺柱的第一段外螺纹与金属螺柱的第二段外螺纹的旋向相反，且第一段外螺纹的内径大于第二段外螺纹的外径，有利于该膨胀电极的制作和维护。为了加工的方便，可把两段外螺纹的螺距、牙型、线数设计为相同。金属螺柱的第一段外螺纹上安装与金属螺柱的第一段外螺纹相匹配的第一个金属螺母；金属螺柱的第二段外螺纹上安装与金属螺柱的第二段外螺纹相匹配的第二个金属螺母。第一个金属螺母为圆台金属螺母。第一个金属螺母的外围直径长的一端的外围直径大于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的外围直径短的一端的外围直径小于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的圆台侧表面为凹凸不平的面。金属螺柱的第一段外螺纹的自由端为带帽端头，可优选地把金属螺柱的第一段外螺纹的带帽端头加工为半球形带帽端头，带帽端头顶面加工为内十字形凹槽；可优选地把金属螺柱的第二段外螺纹的自由端加工为圆锥体。第二个金属螺母的对角宽度小于需要安装该种电极的电极孔直径。其中每片金属弹簧片两端分别焊接在第一个金属螺母的外围直径短的一端和第二个金属螺母的外侧；金属弹簧片的数量不少于2片，且均匀分布在第一个金属螺母的外围直径短的一端和第二个金属螺母的外侧；金属弹簧片采用弧形面，其中凸面朝外，凹面朝向金属螺柱。在第二个金属螺母和金属弹簧片的外围固定空心圆台导电海绵，空心圆台导电海绵的外围直径长的一端相对于外围直径短的一端更接近第一个金属螺母。金属螺柱的第一段外螺纹总长度不小于金属螺柱的第二段外螺纹总长度。可重复使用的膨胀电极的使用方法，其特征在于：在需要布置可重复使用的膨胀电极的硬化路上采用电钻施工适合布置可重复使用的膨胀电极的电极孔，把可重复使用的膨胀电极的金属螺柱第二段外螺纹的自由端先插入电极孔中，当第一个金属螺母的圆台侧面接触需要安装该种电极的电极孔孔壁后，通过工具插入金属螺柱的带帽端头的内十字形凹槽旋转金属螺柱使第一个金属螺母和第二个金属螺母相互靠近，使连接在第一个金属螺母和第二个金属螺母之间的金属弹簧片相对于金属螺柱向外膨胀，使金属弹簧片与电极孔的孔壁紧密接触，从而实现可重复使用的膨胀电极在电极孔中的安装；通过工具插入金属螺柱的带帽端头的内十字形凹槽旋转金属螺柱使第一个金属螺母和第二个金属螺母相互分离，使连接在第一个金属螺母和第二个金属螺母之间的金属弹簧片相对于金属螺柱向内收缩，使金属弹簧片与电极孔的孔壁分离，从而实现可重复使用的膨胀电极在电法勘探过程中的拆卸。附图说明：图1为可重复使用的膨胀电极平面图(其中金属弹簧片处于收缩状态，空心圆台导电海绵与其他部件分离)；图2为可重复使用的膨胀电极平面图(其中金属弹簧片处于收缩状态，空心圆台导电海绵与其他部件组合)；图3为可重复使用的膨胀电极平面图(其中金属弹簧片处于松弛状态，空心圆台导电海绵与其他部件分离)；图4为可重复使用的膨胀电极平面图(其中金属弹簧片处于松弛状态，空心圆台导电海绵与其他部件组合)；图5为可重复使用的膨胀电极的各个部件拆分的平面图；图6为可重复使用的膨胀电极中轴线纵剖面图(其中金属弹簧片处于收缩状态，空心圆台导电海绵与其他部件分离)；图7为可重复使用的膨胀电极中轴线纵剖面图(其中金属弹簧片处于收缩状态，空心圆台导电海绵与其他部件组合)；图8为可重复使用的膨胀电极中轴线纵剖面图(其中金属弹簧片处于松弛状态，空心圆台导电海绵与其他部件分离)；图9为可重复使用的膨胀电极中轴线纵剖面图(其中金属弹簧片处于松弛状态，空心圆台导电海绵与其他部件组合)；图10为安装在硬化路的电极孔中的可重复使用的膨胀电极剖面图(其中金属弹簧片处于收缩状态)；图11为安装在硬化路的电极孔中的可重复使用的膨胀电极剖面图(其中金属弹簧片处于松弛状态)；图中的1为金属螺柱，1-1为金属螺柱1的第一段外螺纹，1-2为金属螺柱1的第二段外螺纹，1-3为金属螺柱1的第二段外螺纹1-2的自由端的圆锥体端，1-4为金属螺柱1的第一段外螺纹1-1的带帽端头，2为第一个金属螺母，2-1为第一个金属螺母2的外围直径长的一端，2-2为第一个金属螺母2的外围直径短的一端，3为金属弹簧片，4为第二个金属螺母，5为空心圆台导电海绵，6为硬化路，7为电极孔。具体实施方式：为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合所有附图和实施例对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本实施方式的可重复使用的膨胀电极包括：金属螺柱1、第一个金属螺母2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重复使用的膨胀电极，其特征在于，该电极包括：金属螺柱、第一个金属螺母、第二个金属螺母、金属弹簧片、空心圆台导电海绵；其中金属螺柱的外螺纹分为两段，金属螺柱的第一段外螺纹与金属螺柱的第二段外螺纹的旋向相反，且第一段外螺纹的内径大于第二段外螺纹的外径；金属螺柱的第一段外螺纹的自由端为带帽端头，带帽端头顶面加工为内十字形凹槽；金属螺柱的第一段外螺纹上安装与金属螺柱的第一段外螺纹相匹配的第一个金属螺母；金属螺柱的第二段外螺纹上安装与金属螺柱的第二段外螺纹相匹配的第二个金属螺母；第一个金属螺母为圆台金属螺母；第一个金属螺母外围直径长的一端的外围直径大于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的外围直径短的一端的外围直径小于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的圆台侧表面为凹凸不平的面；第二个金属螺母的对角宽度小于需要安装该种电极的电极孔直径；其中每片金属弹簧片两端分别焊接在第一个金属螺母的外围直径短的一端和第二个金属螺母的外侧；在第二个金属螺母和金属弹簧片的外围固定空心圆台导电海绵，空心圆台导电海绵的外围直径长的一端相对于外围直径短的一端更接近第一个金属螺母。

【技术特征摘要】
1.一种可重复使用的膨胀电极，其特征在于，该电极包括：金属螺柱、第一个金属螺母、第二个金属螺母、金属弹簧片、空心圆台导电海绵；其中金属螺柱的外螺纹分为两段，金属螺柱的第一段外螺纹与金属螺柱的第二段外螺纹的旋向相反，且第一段外螺纹的内径大于第二段外螺纹的外径；金属螺柱的第一段外螺纹的自由端为带帽端头，带帽端头顶面加工为内十字形凹槽；金属螺柱的第一段外螺纹上安装与金属螺柱的第一段外螺纹相匹配的第一个金属螺母；金属螺柱的第二段外螺纹上安装与金属螺柱的第二段外螺纹相匹配的第二个金属螺母；第一个金属螺母为圆台金属螺母；第一个金属螺母外围直径长的一端的外围直径大于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的外围直径短的一端的外围直径小于需要安装该种电极的电极孔直径；第一个金属螺母的圆台侧表面为凹凸不平的面；第二个金属螺母的对角宽度小于需要安装该种电极的电极孔直径；其中每片金属弹簧片两端分别焊接在第一个金属螺母的外围直径短的一端和第二个金属螺母的外侧；在第二个金属螺母和金属弹簧片的外围固定空心圆台导电海绵，空心圆台导电海绵的外围直径长的一端相对于外围直径短的一端更接近第一个金属螺母。2.根据权利要求1所述的一种可重复使用的膨胀电极，其特征在于，可优选地把金属螺柱的第一段外螺纹的带帽端头加工为半球形带帽端头，把金属螺柱的第二段外螺纹的自由端加工为圆锥体。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春明，柳卓，唐冬春，赵于前，程云涛，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43