[发明专利]一种岩样Zeta电位、激电信号及渗透率多参数测量平台

说明书

本发明提供了一种岩样Zeta电位、激电信号及渗透率多参数测量平台，包括：样品夹持装置、供水装置、Zeta电位测量系统、激电测量系统、渗透率测量系统，所述样品夹持装置能夹持任意形状的岩石样品，且样品夹持器两侧有能够稳定溶液流速和保护电极的腔室，所述供水装置能够调节水头高度和补充测试溶液，所述Zeta电位测量系统为任意型号压力传感器与灵敏电压表，所述激电测试系统为任意型号激电测量仪，所述渗透率测量系统包括秒表与量筒。本发明的有益效果是：整套测量装置能够在实验室完成组装，满足不同尺寸的岩石样品，同时满足样品Zeta电位、激电信号及渗透率三种物理属性的测量，避免了更换装置产生的误差，对于该领域科学研究有重要意义。

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种岩样Zeta电位、激电信号及渗透率多参数测量平台。

背景技术

固体物质Zeta电位、激电和渗透率是固体材料的三种基本物理属性，反映固体材料的电学和结构学特性，是科研中的研究热点。这里的Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。

Zeta电位仪是依据Stern理论所描述的溶液界面静电双电层现象所设计的电位测试仪,根据Helmholtz-Smoluchowschi(H-S)方程，测量流动电位系数(C＝ΔE/ΔP)，即：电压的变化值与压力的变化值之比，将流动电位系数带入H-S方程可计算得到样品表面Zeta电位。目前，国内Zeta电位测量市场主要为进口仪器，且价格高昂在几十万人民币左右。

频谱激电法(简称SIP)是地球物理勘探中的一种频率域的激电方法。该方法通过发射交变电流，在较宽频率范围内测量视复电阻率，分析其复电阻率的频谱特性，解决地质问题。SIP方法在地面采用偶极-偶极装置，扫频观测径向电场，是一种高密度几何测深方法。

渗透率反映固体材料结构学特征，达西定律是渗流中最基本的定律,其形式简洁(v＝kJ)，它清楚地表明了渗流速度v与水力坡降J成正比的关系。与材料的孔隙几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，是研究材料结构学的基础参数，渗透率的测量采用以达西定律为基础的实验测定方法。

目前，现有的电学和结构学测量平台存在的缺陷是：

1、国内Zeta电位测量市场主要依赖国外的仪器，且价格高昂，再加上渗透率仪和激电仪使得电学和结构学的联合测量成本过高。

2、对样品分别进行电学和结构学实验时，由于重装样品使得在各物理参数的联合研究中产生较大误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种岩样Zeta电位、激电信号及渗透率多参数测量平台，主要包括：样品夹持装置，用于固定待测样品；

供水装置，用于持续不断提供测试溶液；

Zeta电位测量系统，用于测量样品Zeta电位；

激电测量系统，用于测量样品激电信号；

渗透率测量系统，用于测量样品渗透率；

所述样品夹持装置分别与供水装置、Zeta电位测量系统、激电测量系统和渗透率测量系统连接。

进一步地，所述样品夹持装置包括：中心管、溶液室一、溶液室二、Ag/AgCl电极一、Ag/AgCl电极二、测量电极铜环一、测量电极铜环二、倒锥接头一、倒锥接头二、宝塔接头一、宝塔接头二和O型防水垫片两对，所述中心管和两侧的溶液室一、溶液室二之间通过螺纹固定连接，所述溶液室一、溶液室二在侧面和宝塔接头一、宝塔接头二螺纹连接，且Ag/AgCl电极一、Ag/AgCl电极二和溶液室一、溶液室二之间通过倒锥接头一、倒锥接头二连接，所述测量电极铜环一、测量电极铜环二位于中心管两端，且中心管两端处设有小孔，用于导线连接铜环。