Контактный электрод датчика электрического поля

 

Изобретение относится к геофизическим измерениям переменных электрических полей в проводящих средах, в частности, к измерению параметров электрических полей в морской воде при электроразведке или исследовании естественных полей. Цель изобретения - увеличение чувствительности и точности измерений при одновременном снижении стоимости и увеличении надежности электродов. Контактный электрод покрыт пористым слоем металла , который воспринимает потенциал исследуемого электрического поля, причем пористый слой, имея большую смоченную поверхность, чем сплошные электроды, будет иметь и меньшие импеданс двойного поляризационного электрического слоя, уровень собственной ЭДС электродов и скорость дрейфа этой ЭДС. В результате реальная чувствительность электродных датчиков с такими электродами окажется выше. Такое решение позволяет увеличить чувствительность и точность измерений за счет снижения импеданса и собственной ЭДС двойного электрического слоя на поверхности электг родов. Изготовление предлагаемых электродов обходится в 1,5-2 раза дешевле, чем электрода-прототипа, изготовляемого механической обработкой . При этом предлагаемый электрод имеет и лучшие электричес; :ие характеристики; он более надежен в эксплуатации , особенно, в потоках жидких проводящих сред. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 G 01 Ч 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3898765/3 1-25 (22) 20.05.85 (46) 30.09.86. Бюл. Р 36 (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт (72) Е.Ф.Зимин, Э.С.Кочанов, В.Д.Ларионов, Л.Н.Лесневский, А.Б.Стекольщиков и Э.М.Шиллер (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 312227, кл. С 01 Ч 3/165, 1970.

Авторское свидетельство СССР

9 329494, кл. G 01 V 3/02, 1970. (54) КОНТАКТНЫЙ ЭЛЕКТРОД ДАТЧИКА

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к геофизическим измерениям переменных электрических полей в проводящих средах, в частности, к измерению параметров электрических полей в морской воде при электроразведке или исследовании естественных полей. Цель изобретения — увеличение чувствительности и точности измерений при одновременном снижении стоимости и увеличении надежности электродов. Контактный электрод покрыт пористым слоем металла, который воспринимает потенциал исследуемого электрического поля, причем пористый слой, имея большую смоченную поверхность, чем сплошные электроды, будет иметь и меньшие импеданс двойного поляризационного электрического слоя, уровень собственной ЭДС электродов и скорость дрейфа этой ЭДС. В результате реальная чувствительность электродных датчиков с такими электродами окажется вышее. Такое решение позволяет увеличить чувствительность и точность измерений за счет снижения импеданса и .собственной ЭДС двойного электрического слоя на поверхности элект о родов. Изготовление предлагаемых электродов обходится в 1,5-2 раза дешевле, чем электрода-прототипа, изготовляемого механической обработкой. При этом предлагаемый электрод имеет и лучшие электрические характеристики; он- более надежен в эксплуатации, особенно, в потоках жидких проводящих сред. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1260900

Изобретение относится к геофизическим измерениям переменных электрических полей в проводящих средах, в частности, к измерению параметров электрических полей в морской ваде при электроразведке или исследовании естественных полей.

Цель изобретения — увеличение чувствительности и точности измерений при одновременном снижении стон- 1О мости и увеличении эксплуатационной надежности электродов.

На фиг. 1 изображена конструкция

Ф контактного электрода, корпус которого выполнен из металла; на фиг.2.— конструкция контактного электрода, корпус которого выполнен из диэлектрика.

Контактный электрод (фиг. 1) состоит из проводящего (металлического) корпуса 1, на который гаэотермическим, напылением нанесен рабочий пористый слой 2 из металла или композиции металла и графита. Корпус снабжен электрическим контактом 3, к которому подключен сигнальный кабель 4.

Место контакта надежно герметизируется канусным и кольцевым сальниками

5 и 6 соответственно при установке электрода на несущей диэлектрической M конструкции 7.

" Контактный электрод (фиг.. 2) содержит элементы 4-7, идентичные предыдущей конструкции, более легкий и дешевый диэлектрический корпус 8, часть поверхности которого занята электрическим контактом 9, выполненным из хорошо проводящего материала (металла). Вся рабочая поверхность корпуса, включая контакт, покрыта пористым слоем 10 из металла с тем же или близким электрохимическим потенциалом, что и контакт. Для уменьшения поверхностного сопротивления и герметизации контакта порисс тый слой гальванически покрыт плотHblM слоем 11 из того же металла,а на последний газотермическим напылением нанесен основной (рабочий) пористый слой 12 из металла или композиции металлов и графита.

Контактный электрод датчика электрического поля работает следующим образом.

При расположении электродных систем, состоящих из электродов (фиг.1

; или 2), в проводящей среде, например, морской воде, непосредственный

4О

55.контакт со средой имеет только рабочий пористый слой 2 (фиг. 1) или слой 12 (фиг. 2). Этот слой воспринимает потенциал исследуемого электрического поля и сгущает на себя токи проводимости. Причем пористый слой, имея большую смоченную поверхность, чем сплошные электроды, имеет меньшие импеданс двойного поляризационного электрического слоя, уровень собственной ЭДС электродов и скорость дрейфа этой ЭДС. В результате реальная чувствительность электродных датчиков с такими электродами оказывается выше как эа счет, снижения тепловых, так и избыточных шумов. Уменьшение уровня шумов, в свою очередь, увеличивает как разрешающую способность, так и точность измерения датчиков. Полезный сигнал с пористого слоя беэ потерь передается корпусу 1, с него через электрический контакт 3-на кабель 4 (фиг. 1). Для электрода (фиг, 2) передача сигнала от рабочего пористого слоя .12 происходит через плотный слой 11, внутренний пористый слой 10 к электрическому контакту 9, затем на кабель 4. . Технология изготовления электродов (фиг. 1) включает следующие операции.

Сферическую часть металлического корпуса 1 подвергают драбеструйной обработке стальной крошкой размером

0,8-1,2 мм с помощью пистолета эжекторного типа с соплом диаметром

t00 мм при давлении 6 атм. Расстояние между соплом и корпусом равно

200-300 мм, направление потока дроби перпендикулярна поверхности корпуса. Корпус при обработке вращается со скоростью 1 об/мин, а сопла перемещается поступательна. В результате обработки поверхность корпуса получает шероховатость в 40-45 мкм, чта обеспечивает лучшее сцепление с пористым слоем, После дробеструйной обработки корпус промывают в растворе 1:1 спирта и бензина, сушат в вытяжном шкафу. Методом гаэатермического напыления наносят пористый слой толщиной 1-2 мм. При напылении корпус вращается со скоростью 2530 аб/ьын, горелка устанавливается па нормали к поверхности корпуса и перемещается поступательно со скорастью порядка 10 и/с.

126

0900 4 рактернстикн, более надежен B эксплуатации, особенно в потоках жидких проводящих сред.

1. Контактный электрод датчика электрического поля, содержащий корпус с рабочей поверхностью, электрический контакт с сйгнальным кабелем и герметизирующие сальники контакта в местах стыковки корпуса с изоляционными несущими конструкциями, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений при одновременном снижении стоимости к увеличении надежности электродов, рабочая поверхность корпуса покрыта пористым слоем металла или комбинации металла и графита, причем средний диаметр сечения открытых смачиваемас пор более чем на порядок превышает общую толщину двойного электрического лоляризационного слоя °

2. Электрод по п. 1> о т л и ч аю шийся тем, что его корпус вы полнен из диэлектрика с выведенным на внешнюю поверхность металлическим контактом, на которые нанесены первый пористый слой металла, затем плотное металлическое покрытие, а на всю поверхность последнего нанесен основной (рабочий) пористый слой.

После получения требуемой толщины слоя электрод охлаждается на воздухе, подвергается визуальному контролю и передается для монтажа или упаковывается. Обработка диэлектри- S Ф о р м у л а и s î 6 р е т е н и я ческого корпуса 8 с установленным в нем контактом 9 электрода (фиг. 2) проводится аналогично. Отличие закключается в том, что первый (внутренний) пористый слой 10 получен ra- 10 зотермическим напылением и имеет толщину 0,5 мм. На него наносят галь ванически плотный слой 11, на который после обезжиривания наносится ! газотермическим напылением основной 15 пористый слой 12. Любое пористое покрытие увеличивает смоченную поверхность, а следовательно, снижает сопротивление двойного слоя, что приводит к увеличению чувствитель- 20 ности и точности электродных датчиков.

Использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить чувствительность и точность измерений за 25 счет снижения импеданса и собственной ЭДС двойного электрического слоя на поверхностях электродов. Кроме того, изготовление предлагаемых электродов обходится в 1,5-2 раза дешевле, чем электрода-прототипа, изготовляемого механической обработкой. При этом предлагаемый элект- род имеет лучшие электрические ха1260900 фиг. f

Составитель И.Абрамова

Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор И.Касарда

Заказ 5227/47

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4