[发明专利]一种用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置

说明书

本发明公开了一种用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置，包括绝缘底板、导向单元、电极载体单元和电极，导向单元包括两个固定在绝缘底板上的同心设置的第一绝缘圆管、第二绝缘圆管，两个绝缘圆管形成两个直径一大一小的同心圆，第一绝缘圆管、第二绝缘圆管上分别均匀设置若干个一一对准同心圆中心的通孔，电极载体单元设有若干组，均匀布置在通孔内，电极设置在电极载体单元靠近同心圆中心的端部、且电极个数与电极载体单元组数对应，多个电极形成电极阵列。本发明可重复使用，不污染被测物体，对象尺寸可调，电极与被测物体表面接触阻抗均匀统一；尤其适用于进行稳定、低噪音的岩石、水泥硬质材料的电阻抗成像数据采集。

技术领域

本发明涉及水泥基材料无损检测和电阻抗成像技术领域，具体涉及一种用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置。

背景技术

EIT电阻抗成像技术是一种新颖的图像重建技术。它根据物体内部不同物质的导电参数(如电阻率、电容率)的差异与变化,通过对物体表面电流、电压的施加、测量来获知物体内部导电参数的分布,进而重建出反映物体内部结构的图像。

在电阻抗成像系统中，电极是用于电流注入和电压测量的器件，也就是提取信号的关键器件，其性能优劣直接影响到重建图像的质量。试验表明,影响系统误差的主要因素有电极与电极之间的接触不匹配和电极与电极之间的相对位置不匹配。因此, 一种良好的电极系统, 必须具备如下特点：1) 利于注入电流和提取电压；2) 与试件表面接触阻抗小且均匀统一；3) 电极形状规格化, 易与匹配；4) 易于组成规则的电极阵列；

目前，电阻抗成像技术大多用于医学领域，而在工程结构物上的使用还在探索过程中，由于工程结构物多为水泥基硬质材料，电极接触问题一直是研究难点，目前用于人体检测的多为电极贴片，而电极贴片对于水泥基硬质材料而言不实用。对于水泥基硬质材料的电极布置多为贴导电胶带、涂导电胶或采用电解质溶液接触等方式，这些方式操作过于复杂、繁琐，速度慢、效率和精准度低，而且涂导电胶的实用效果因人而异，难以控制电极矩阵接触电阻差异和电极定位，一旦错位、涂错则会污染试件，试件沾上导电胶或电解质溶液后将不适合再用来做实验，可重复性极差。

为推动电阻抗成像技术在工程结构物无损检测领域上的发展，需要进行必要的理论分析与实验探索，提高数据采集精度对于电阻抗成像的分辨率有着至关重要的影响，减小接触电阻和控制电极位置是提高数据采集精度的重要措施，因此需要设计一种专门用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对目前电阻抗成像检测水泥基硬质材料存在的上述不足，提供一种用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置，该装置可重复使用，不污染被测物体，且对象尺寸可调，电极与被测物体表面接触阻抗均匀统一；可进行稳定、低噪音的岩石、水泥基硬质材料的电阻抗成像数据采集。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种用于水泥基硬质材料的电阻抗成像电极装置，包括绝缘底板、导向单元、电极载体单元和电极，导向单元包括两个固定在绝缘底板上的第一绝缘圆管、第二绝缘圆管，第一绝缘圆管、第二绝缘圆管同心设置形成两个同心圆，第一绝缘圆管直径大于第二绝缘圆管直径，第一绝缘圆管、第二绝缘圆管上分别均匀设置若干个一一对准同心圆中心的通孔，所述电极载体单元设有若干组、均匀布置在第一绝缘圆管和第二绝缘圆管的通孔内，所述电极设置在电极载体单元靠近同心圆中心的端部、且电极个数与电极载体单元组数对应，多个电极环绕同心圆中心设置形成电极阵列。