Устройство для измерения электрического сопротивления горных пород низкой проводимости

 

рц 56365О

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

1 Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.07.75 (21) 2158548/21 с присоединением заявки Хв (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.?7. Бюллетень ч" 24

Дата опубликования описания 05.08.77 (51) Ч Кл, - 5 0)Я 27/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Автор изобретения (71) 33sIBHTeJIb ральскии филиал Всесоюзного научно-исследовательс и проектного института галургии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД НИЗКОЙ ПРОВОДИМОСТИ

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для измерения электрического сопротивления материалов, обладающих низкой проводимостью, в частности для горных пород.

Известны устройства для измерения сопротивления горных пород, содержащие источник питания, высоковольтный электрод, подключенный к одной из сторон образца горной породы, измерительный электрод и охранное кольцо, подключенные к противоположной стороне образца. В цепь измерительного электрода включены параллельно калибровочный резистор и ламповый вольтметр. Площадь соприкосновения охранного кольца (электрода) с образцом несоизмеримо меньше, чем площадь соприкосновения измерительного электрода с образцом горной породы (1).

Однако применение охранного кольца (с целью предупреждения попадания поверхностных токов в цепь измерительного электрода) способствует утечке объемных токов из измерительной цепи. Вследствие резкой разницы объемного и поверхностного сопротивлений траектории линий с одинаковой плотностью тока прямолинейны лишь в центральной части образца. При удалении от центральной части образца к его поверхности их кривизна увеличивается. Поэтому в области, прилежащей к поверхностной части ооSly

В. Г. Артемов Щ и в °

41/1 „": У Я ФЦ Р разца, объемные токи частично выходят на поверхность и через охранное кольцо, минуя измерительную цепь, уходят не зафиксированными. Разница потенциалов между охранным

5 и измерительным электродами способствует увеличению этик утечек через поверхностный слой, заключенный между охранным и измерительным электродами. Незафиксированная утечка ооъемных токов создает погрешности

1р при измерении объемного сопротивления.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения.

Это достигается тем, что устройство для измерения электрического сопротивления гор)5 ных пород низкой проводимости, содержащее регистрирующий прибор, источник питания, связанный через высоковольтный электрод с одной из сторон образца, а через охранный электрод и последовательно соединенные добавочный резистор и измерительный электрод — с другой стороной образца, снабжено переменным резистором, включенным между источником питания и охранным электродом, площадь соприкосновения которого с образ2 цом е менее чем в два раза больше площади соприкосновения измерительного электрода с указанным образцом; охранный электрод выполнен в виде шайбы.

На чертеже схематически представлено

30 предлагаемое устройство для измерения элек563650 трического сопротивления горных пород низкой проводимости.

Устройство содержит высоковольтный электрод 1, охранный электрод (кольцо) 2, измерительный электрод 3, образец 4 горной породы, источник 5 питания, переменный резистор

6, добавочный резистор 7, регистрирующий прибор (ламповый вольтметр) 8.

При подведении напряжения к электроду 1 часть тока проходит по объему образца (объемный ток), а другая его часть по поверхности (поверхностный ток). Для того чтобы объемный ток полностью попал в измерительную цепь (добавочный резистор 7), а поверхностный ток миновал ее через переменный резистор 6, необходимо выравнять потенциалы точек, принадлежащих торцовой части образца, граничащей с охранным электродом

2 и с измерительным электродом 3. Это достигается подключением лампового вольтметра и изменением величины резистора 6 до тех пор, пока падение напряжения между охранным и измерительным электродами, фиксируемого регистрирующим прибором, не будет равным «О». При равенстве этих потенциалов напряженность электрического поля в центральной части вдоль по образующей образца для всех точек одинаковая. Следовательно, в измерительную цепь попадет ток, зависящий только от величины объемного сопротивления образца. Для определения его величины необходимо с помощью прибора 8 измерить падение напряжения на резисторе 7. Сила тока определяется по закону Ома делением величины падения напряжения на величину калибровочного сопротивления.

Расчет величины объемного сопротивления центральной части образца горной породы производится по формуле

R= — 1 а удельного — по известной зависимости

„з,и р:

1 где U — падение напряжения между высоковольтным и измерительным элек5 тр одами;

ЛУ вЂ” падение напряжения на добавочном сопротивлении;

R>, — величина добавочного сопротивления; и

r — радиус измерительного электрода;

l — расстояние между высоковольтным и измерительным электродами.

При исследовании электрических свойств образцов пород по схеме с выравненными потенциалами между охранным и измерительным электродами погрешности измерения могут быть значительно уменьшены.

Формула изобретения

20 1. Устройство для измерения электрического сопротивления горных пород низкой проводимости, содержащее регистрирующий прибор, источник питания, связанный через высоковольтный электрод с одной из сторон об25 разца, а через последовательно соединенные добавочный резистор и измерительный электрод — с другой стороной образца, и охранный электрод, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, З0 оно снабжено переменным резистором, включенным между источником питания и охранным электродом, площадь соприкосновения которого с образцом не менее чем в два раза больше площади соприкосновения измериÇ5 тельного электрода с указанным образцом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что охранный электрод выполнен в виде шайбы.

Источники информации, принятые во вни40 мание при экспертизе

1. Турчанинов И. А., Медведева P. В., Панина В. И. Современные методы комплексного определения физических свойств горных пород. «Недра», 1967, с. 37.

563650

Составитель А. Андриевский

Редактор Е. Караулова

Техред 3. Тараненко Корректор Л. Брахиина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1541/11 Изд. Ие 549 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5